berita perusahaan tentang Rontok setelah pengolahan panas?

01 Definisi

Baja berkekuatan tinggi dan superalloy yang mengandung elemen penguat presipitasi (Al, Ti, Nb) – termasuk baja berkekuatan tinggi paduan rendah, baja tahan panas pearlitik, superalloy yang diperkuat presipitasi, dan baja tahan karat austenitik tertentu – dapat mengembangkan retakan pereda tegangan (retakan SR) selama perlakuan panas pasca-pengelasan, meskipun tidak ada retakan yang awalnya ada. Demikian pula, beberapa struktur lasan dapat mengembangkan retakan selama penggunaan suhu tinggi yang berkepanjangan (misalnya, 500–600°C). Dalam praktik rekayasa, retakan ini – yang terjadi selama perlakuan pereda tegangan dan pengoperasian layanan – secara kolektif disebut retakan pemanasan ulang.

02 Karakteristik utama retakan pemanasan ulang

(1) Retak pemanasan ulang hanya terjadi pada lasan logam yang mengandung elemen penguat presipitasi, dan baja karbon serta bahan logam penguat larutan padat biasanya tidak menghasilkan retak pemanasan ulang.

(2) Ada rentang suhu yang sensitif, yang terkait dengan suhu dan waktu pemanasan ulang. Rentang sensitif baja paduan rendah adalah sekitar 500～700℃, dan baja tahan karat austenitik dan baja paduan suhu tinggi adalah 700～900℃.

(3) Batas butir austenit butir kasar di zona yang terkena panas memanjang di sepanjang garis fusi di sisi bahan dasar, dan retakan intergranular diamati.

(4) Harus ada tegangan sisa yang besar dan konsentrasi tegangan di area pengelasan.

03 Faktor yang mempengaruhi retakan pemanasan ulang

(1) Kandungan elemen pembentuk karbida (Cr, Mo, V, Ti, Nb) memiliki efek yang signifikan. Misalnya, kandungan V dalam baja tahan panas perlit akan sangat meningkatkan sensitivitas retakan SR.

(2) Kecepatan dan waktu pemanasan mempengaruhi rentang suhu sensitif dari baja yang berbeda.

(3) Ukuran butir memiliki efek yang signifikan pada kecenderungan retakan pemanasan ulang, semakin besar ukuran butir, semakin tinggi kecenderungannya.

(4) Perbedaan dalam metode pengelasan: Pengelasan masukan panas yang besar cenderung menyebabkan pengasaran butir, dan kecenderungan retak pemanasan ulang dari pengelasan busur terendam lebih tinggi daripada pengelasan busur elektroda pada kelas baja yang sensitif terhadap pertumbuhan butir, sementara kecenderungan pengerasan lebih tinggi pada kelas baja dengan kecenderungan pengerasan yang besar.

04 Tindakan pencegahan terhadap retakan pemanasan ulang

(1) Pilih bahan las yang cocok dengan kekuatan rendah;

(2) Kontrol laju pendinginan dengan menggunakan pemanasan awal atau pemanasan setelahnya;

(3) Hindari rentang suhu sensitif atau perpendek waktu tinggal;

(4) Kurangi tegangan sisa dan hindari konsentrasi tegangan;

(5) Paduan tertentu (misalnya, Incoloy 800HT yang dirancang untuk suhu ≥538°C) memerlukan perlakuan panas stabilisasi pasca-pengelasan;

(6) Pengujian non-destruktif harus ditambahkan ke bahan dengan kecenderungan retak pemanasan ulang setelah perlakuan panas.

05 Bahan sensitif retakan pemanasan ulang

15MnVR, 15MnNbR, 18MnMoNbR, 13MnMoNbR, 07MnCrMoVR, 07MnNiMoVDR, 17Cr1Mo1V, dan baja CF-62 Jepang.

Catatan: Retakan pemanasan ulang, yang tersembunyi dan dapat dengan mudah menyebabkan kecelakaan mendadak, dapat terjadi selama perlakuan panas atau layanan. Perancang, produsen, dan inspektur bejana tekan harus menilai risiko retakan pemanasan ulang terlebih dahulu dan mengembangkan rencana pencegahan dan pengendalian.

Retakan pemanasan ulang disebabkan oleh perlakuan panas pasca-pengelasan (misalnya, perlakuan panas pereda tegangan), dan elemen Cr, Mo, V, Nb, Ti dalam baja memperburuk kecenderungan retakan pemanasan ulang.

06 Mekanisme Retakan Pemanasan Ulang

Retakan pemanasan ulang berasal dari nukleasi retakan mikro yang disebabkan oleh geseran preferensial batas butir, dan batas butir melemah dan butir diperkuat dalam perlakuan panas pasca-pengelasan.

(1) Teori ikatan kimia lemah pada batas butir

Elemen pengotor (misalnya P, S) bersifat getas karena segregasi pada batas butir, sedangkan karbon/nitrida Cr, Mo, V, Nb dan elemen lainnya diperkuat oleh presipitasi dalam butir selama pemanasan sekunder. Deformasi relaksasi tegangan terkonsentrasi pada batas butir, dan retakan disebabkan oleh plastisitas yang tidak mencukupi.

(2) Teori penguatan intra-kristalin (teori retakan mode)

Presipitasi in-situ dari fase penguatan (kromium karbida, vanadium, titanium, niobium, dll.) di wilayah dislokasi menghambat deformasi dalam kristal, relaksasi tegangan ditanggung oleh batas butir, dan konsentrasi tegangan menyebabkan retakan.

(3) Teori fraktur mulur

Pertumbuhan retakan di sepanjang batas butir dipercepat oleh akumulasi kerusakan mulur selama proses relaksasi tegangan.

07 Rumus identifikasi sensitivitas retakan pemanasan ulang

Faktor utama yang mempengaruhi retakan pemanasan ulang adalah komposisi kimia baja (yang secara langsung mempengaruhi plastisitas zona butir kasar) dan tegangan sisa di zona lasan (terutama area konsentrasi tegangan).

△G＝Cr＋3.3Mo＋8.1V＋10C－2

Ketika△G<1.5, retakan pemanasan ulang tidak sensitif;

Ketika 1.5<△G<2, itu umumnya;

Ketika △G>2, retakan pemanasan ulang sensitif.

08 ANALISIS AHLI

1: Selama perlakuan panas pasca-pengelasan atau layanan suhu tinggi, sambungan lasan yang terbatas dapat mengembangkan 'retakan pemanasan ulang' (juga disebut 'retakan relaksasi tegangan') di zona yang terkena panas. Secara historis, retakan ini pertama kali diidentifikasi pada baja tahan karat austenitik oleh insinyur pembangkit listrik. Studi metalurgi mengkonfirmasi hubungan erat mereka dengan presipitat intraseluler. Pada dasarnya, presipitat ini memperkuat bagian dalam butir, memaksa regangan yang diperlukan untuk relaksasi tegangan bergeser ke batas butir, sehingga mengurangi keuletan mulur dan menyebabkan kegagalan batas. Mekanisme retak ini tetap belum sepenuhnya dipahami, terutama mengenai faktor mikrostruktural dan komposisi yang memengaruhi pembentukannya.

2: Penguatan presipitasi batas butir hanya menjelaskan sebagian dari penyebabnya. Ukuran butir terlalu besar, yang akan menyebabkan penurunan keuletan mulur dan akumulasi presipitasi batas butir. Selain itu, penyusutan lasan, butir kasar akan menghambat slip batas butir, peningkatan ketebalan material dan proses pengelasan yang kejam akan memperburuk kecenderungan retak.

Dua jenis retakan pemanasan ulang:

1) Lasan awalnya tidak retak, tetapi retakan muncul selama perlakuan panas pereda tegangan pasca-pengelasan. Retakan ini disebut kerentanan retak pereda tegangan (kerentanan retak SR).

2) Retakan tidak ditemukan setelah pengelasan, tetapi dihasilkan setelah penggunaan jangka panjang pada suhu tertentu.

Karakteristik retakan pemanasan ulang:

1) Itu terjadi secara eksklusif pada lasan logam yang mengandung elemen peningkat presipitasi (Ti, Al).

2) Itu hanya terjadi dalam rentang suhu tertentu, dan retakan pemanasan ulang terkait dengan suhu dan waktu pemanasan ulang, ada rentang suhu sensitif untuk retak pemanasan ulang. Untuk baja paduan rendah umum, rentang suhu adalah sekitar 500~700℃; untuk baja tahan karat austenitik dan beberapa baja paduan suhu tinggi, rentang suhu adalah 700~900℃.

3) Retakan memanjang di sepanjang batas butir austenit di sisi lasan, dan arah retakan adalah intergranular.

4) harus ada tegangan sisa dan konsentrasi tegangan di area pengelasan.

Mekanisme pembentukan retakan pemanasan ulang adalah efek pelemahan presipitasi pengotor pada batas butir dan efek penguatan presipitasi bagian dalam butir.