IMG37

Jak wykazano powyżej, wysoko wytrzymałe stale niskostopowe otrzymywane metodą obróbki cieplno-plastycznej majągranicę plastyczności do 550 MPa i zawierają około 1,5% Mn, do 0,7% Si oraz mikrododatki: Nb < 0.05%, V < 0.1%, Ti < 0,07%. Maksymalna zawartość węgla nie przekracza 0,2%, a całkowita zawartość składników stopowych nie przekracza 2%. Niob, wanad i tytan są silnymi składnikami węgliko- i azotkotwórczymi. Rozpuszczone w SWC zwiększają hartowność tego obszaru, a tym samym zwiększają twardość po ochłodzeniu.

Jest to wpływ niekorzystny. Z drugiej jednak strony związki Nb, V i Ti rozpuszczają się w znacznie wyższych temperaturach niż A1N, a zatem skutecznie hamują rozrost ziaren i znacznie zawężają szerokość obszaru gruboziarnistego. Mimo że obszar gruboziarnisty SWC ma nieco większą twardość, to jednak znaczne zwężenie tego obszaru decyduje o tym. że wprowadzenie do stali mikrododatków wpływa na polepszenie jej spawalności. Spośród węglików i azotków Nb, V i Ti azotek tytanu (TiN) jest najbardziej trwały, ponieważ wykazuje najmniejszą tendencję do rozpuszczania się w wysokich temperaturach. Tytan jest więc składnikiem najefektywniej ograniczającym rozrost ziarna podczas spawania. Mikrododatków nie należy jednak dodawać do elektrod i drutów spawalniczych. W procesie krzepnięcia dodatki tych pierwiastków tworzą dendrytyczne węgliki lub węglikoazotki rozmieszczone na granicach ziaren (krystalitów). Powoduje to znaczne zwiększenie kruchości spoiny. Wprowadzając mikrododatki, szczególnie tytanu i niobu, należy ograniczać w stali zawartość siarki. Siarka tworzy bowiem z tytanem (niobem) i węglem złożone dendrytyczne (eutektyczne) węgliko-siarczki, na przykład Ti₄S₂C₂, które zwiększają skłonność do pękania na gorąco.

Oprócz azotków i węglików istotną rolę w procesie poprawy ciągliwości SWC odgrywa również tlenek tytanu (Ti₂0₃) występujący w stalach z tytanem. Ti₂0₃ jest bardziej trwały niż TiN i nie rozkłada się nawet w wysokich temperaturach. Drobne cząsteczki Ti₂0₃ właściwie nie hamują rozrostu ziarna austenitu, ale służą jako miejsca do zarodkowania ferrytu drob-nopłytkowego (acicularnego). Ferryt drobnopłytkowy powstający wewnątrz ziaren austenitu polepsza ciągliwość SWC.

Spawalność większości stali mikrostopowych o podwyższonej wytrzymałości jest zbliżona do spawalności stali miękkich niskowęglowych. Stale mikrostopowe o wysokiej wytrzymałości o grubości blach do 25 mm spawa się bez podgrzewania, przy grubości blach do 50 mm jest wymagane podgrzewanie wstępne do około 50°C, a dla stali o grubości około 75 mm - podgrzewanie do 100°C. Temperaturę podgrzewania można wyznaczyć z zależności Seferiana [18]:

T = 350^Ce (1 + 0,005 g)-0,25, °C    (8.57)

gdzie:

Ce - ekwiwalent węgla, g - grubość blachy.

(8.58)

Mn Cr+Mo + V Ni + Cu _n/

Ce = C+-+-+-,%

6    5    15

Ulepszane cieplnie stale niskostopowe zawierają poniżej 0,25% węgla i poniżej 5% składników stopowych. W wyniku hartowania i odpuszczania powstaje struktura martenzytyczno--bainityczna. Niska zawartość węgla w tych stalach jest pożądana z dwóch powodów:

447