Zone zavarenog spoja na metalima, koji ne mijenjaju kristalnu rešetku

Kod metala kod kojih postoji samo jedna stabilna faza u krutom stanju, doći će samo do povećanja zrna u ZUT, ukoliko materijal nije bio hladno deformiran prije zavarivanja. Ovo je shematski prikazano na slici a. Ovakav slučaj javlja se u zavarima čistih metala, kao napr. kod aluminija i bakra, te kod feritnih čelika (16-30%Cr). Kod hladno deformiranih metala, napr.valjanih limova, do rekristalizacije dolazi tamo gdje je temperatura dosegla nešto iznad temperature rekristalizacije za određeni metal i stupanj deformacije.

Tamo gdje temeperatura upravo dosegne temperaturu rekristalizacije, stvaraju se mala zrna, ali se veličina zrna povećava na mjestima gdje su temperature više. Shematski je rekristalizacija prikazana na slici b za slučaj metala samo s jednom stabilnom fazom u krutom stanju.

Slika c prikazuje zavar čistog željeza koje je bilo hladno deformirano. Kako čisto željezo ima dvije stabilne faze u krutom stanju, g željezo iznad 910 oC i a željezo ispod ove temperature, to će zone transformacije biti bliže zavaru uz postojanje i zone rekristalizacije. U tom dijelu prelazne zone, gdje maksimalna temperatura prelazi 910 oC, rekristalizirana zrna pretvaraju se u g željezo pri zagrijavanju, a pri hlađenju g željezo se ponovo pretvara u a željezo. Gdje maksimalna temperatura upravo prelazi 910 oC, stvorena zrna nakon dvostruke transformacije su vrlo fina, ali neposredno uz liniju taljenja dolazi do porasta zrna javljaju se povećana g zrna, koja se transformiraju u relativno velika a zrna pri hlađenju. U ZT se stvaraju za skrućivanja g stubasta zrna, a ova se dalje pretvaraju u a zrna pri hlađenju, što uzrokuje sitniju strukturu. Međutim, obično će a zrna imati relativno veliku dimenziju i nešto izduženi oblik kao i originalna g zrna.

Gdje god dolazi do zavarivanja na metalu koji je bio hladno deformiran, tvrdoća i zatezna čvrstoća rekristalizirane zone osnovnog materijala se smanjuju kao rezultat neutralizacije otvrdnjavanja koje je nastalo hladnom deformacijom.

tii112.jpg (85652 bytes)

 Treba napomenuti, da se povišena čvrstoća kod nekih legura, koja se postiže nekim postupkom izlučivanja faza, obično smanjuje u ZUT. Često se hladno valjani limovi, ili limovi koji su bili očvršćivani starenjem, izabiru zbog povećane čvrstoće, no moramo biti svjesni, da u ZUT čvrstoća obično neće biti bolja od čvrstoće metala u odžarenom stanju.

Zone zavarenog spoja iz poboljšanog čelika (slika d)

Sa slike d uočavaju se tri bitne zone:

1. zona grubog zrna,

2. zona sitnog (finog) zrna i

3. zona popuštanja.

Zona grubog zrna

Zbog visokih temperatura koje doseže materijal uz granicu taljenja dolazi do povećanja zrna austenita. Također, u ovoj zoni dolazi do rastvaranja - otapanja u krutom nekih elemenata ako su prisutni kao napr. Ti, V i Nb, da bi se ponovo izlučili pri hlađenju. Zbog ovih pojava u ovoj zoni može doći do nepovoljnog smanjenja udarne žilavosti. Ako je bio korišten nizak toplinski input, u ovoj zoni će se javiti nakon hlađenja zavara martenzit i donji bainit. Viši toplinski input će rezultirati u grubljoj strukturi bainita i ferita uz smanjenje udarne žilavosti.

Zona finog zrna

Osnovni materijal, koji je strukture popuštenog martenzita, u ovoj se zoni transformira u strukturu ferita i perlita koja je metalurški slična normaliziranoj strukturi, s dobrom udarnom žilavosti.

Zona između A1 i A3 se sastoji od sorbita i troostita (trostita).

Zona popuštanja

Ova zona može biti mekša - niže čvrstoće i granice razvlačenja od OM ako koristimo velike toplinske inpute. Ova zona ima dobru udarnu žilavost.

U kojem će iznosu doći do pada čvrstoće i granice razvlačenja u ZUT poboljšanog čelika ovisi o toplinskom inputu pri zavarivanju. Ako je toplinski input prenizak, tada će čvrstoća i granica razvlačenja biti viša, a žilavost u ZUT niža u odnosu na OM.

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja iz Tehnologije zavarivanja !!