Placa de Acero 15CrMoV Precio Acero Redondo 15CrMoA Placa de Acero 15CrMoH

 

GB/T 3077-2006 Norma para Placas de Acero GB/T11251-2009, Norma Empresarial Wuyang, Norma de la Industria Militar.

 

En vista de las características de trabajo de la soldabilidad del acero 15CrMo, basándonos en la experiencia pasada y refiriéndonos a las tarjetas de proceso de soldadura proporcionadas por países extranjeros, seleccionamos dos esquemas para las pruebas de soldadura.

Plan I: Soldadura de precalentamiento, usando alambre de soldadura ER80S-B2L, soldadura TIG para la base, electrodo de soldadura E8018-B2, soldadura por arco para la cubierta y tratamiento térmico local después de la soldadura.

Esquema II: Usar alambre de soldadura ER80S-B2L, soldadura TIG para la raíz, electrodo de soldadura E309Mo-16, soldadura por arco para la pasada de relleno, y sin tratamiento térmico posterior a la soldadura. La composición química y las propiedades mecánicas del alambre de soldadura y el electrodo de soldadura se muestran en la Tabla 1.

Plan de pruebas Prueba de tracción Prueba de flexión Prueba de tenacidad al impacto aky (J/cm2)

Resistencia a la tracción δb/MPa Posición de fractura Ángulo de flexión Cara de la flexión Dorso de la flexión Línea de fusión de la soldadura Zona afectada por el calor (ZAC)

Esquema I 550/530 Material base 50. Pasar Pasar 84.8 162 135.6

Esquema II 525/520 Material base 50. Pase Pase 79.4 109.2 96.7

 

Esquema I: Precalentamiento de la soldadura, usando alambre de soldadura ER80S-B2L, soldadura TiG para la raíz, electrodo de soldadura E8018-B2, soldadura por arco para la capa de relleno y tratamiento térmico local después de la soldadura.

Esquema II: Usar alambre de soldadura ER80S-B2L, soldadura TIG para la base, electrodo de soldadura E309Mo-16, relleno de electrodo soldadura por arco para la cubierta, sin tratamiento térmico después de la soldadura. La composición química y las propiedades mecánicas del alambre de soldadura y el electrodo de soldadura se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Composición química y propiedades mecánicas de los materiales de soldadura

Modelo C Mn Si Cr Ni Mo SP δb/Mpa δ,%;

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 ;

E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19 ;

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25 ;

Preparación antes de soldar

La pieza de prueba está hecha de tubería de acero 15CrMo con una especificación de φ325×25. El tipo y tamaño de la ranura se muestran en la Figura 1.

Antes de soldar, use una amoladora angular para desbastar el interior y el exterior de la ranura y el área a 50 mm del borde de la ranura hasta que se exponga el brillo metálico, y luego límpielo con acetona.

La pieza de prueba se fija en posición horizontal con una separación de 4 mm. Se realizan seis puntos de soldadura de forma uniforme a lo largo de la circunferencia utilizando soldadura por arco de gas inerte de tungsteno manual. La longitud de cada punto de soldadura no debe ser inferior a 20 mm. La varilla de soldadura se hornea según las especificaciones de la Tabla 2.

Especificaciones de horneado de varillas de soldadura

Modelo de electrodo de soldadura Temperatura de horneado Tiempo de aislamiento

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

Parámetros del proceso

Según el Esquema I, se requiere precalentamiento antes de la soldadura. Según la fórmula para calcular la temperatura de precalentamiento propuesta por Tto-Bessyo et al.:

To=350√[C]-0.25（℃） Donde, To es la temperatura de precalentamiento, ℃.

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x = C (Mn Cr) / 9 Ni / 18 7Mo / 90 Donde,

[C]x——equivalente de carbono del componente;

[C]p——equivalente de carbono dimensional; S——espesor de la muestra (S=25 mm en este artículo);

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

[C]p=0.045 EntoncesTo=138℃

Por lo tanto, la temperatura de precalentamiento se seleccionó como 150℃. Se utilizó una llama de oxígeno-acetileno para calentar la muestra. Primero, la temperatura superficial de la muestra se juzgó aproximadamente usando un lápiz de temperatura sensible (estimado por la velocidad de cambio de color de la escritura) y luego se midió con un termómetro de punto semiconductor. Se deben seleccionar al menos tres puntos de medición para asegurar que toda la muestra alcance la temperatura de precalentamiento requerida.

Durante la soldadura, el pase de raíz se suelda manualmente utilizando soldadura por arco de gas inerte de tungsteno. Para prevenir la concavidad en el reverso de la soldadura en la posición sobrecabeza, el método de alimentación de alambre utilizado es la alimentación interna, donde el alambre de soldadura se introduce en la tubería a través del espacio de raíz. Las capas restantes se sueldan utilizando soldadura por arco con electrodo revestido, con un total de 6 capas, cada capa con un cordón de soldadura. Los parámetros del proceso de soldadura para el Esquema I y el Esquema II se muestran en las Tablas 3 y 4. Soldar según el Esquema I

Tabla 3 Parámetros del proceso de soldadura del Esquema I

Nombre del paso de soldadura Método de soldadura Material de soldadura Especificación del material de soldadura/mm Corriente de soldadura/A Voltaje del arco/V Temperatura de precalentamiento y entrepasos Especificación del tratamiento térmico

Placa de tungsteno soldadura por arco de argón ER80S-B2L φ2.4 110 12

Capa de relleno soldadura por arco E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715. ×75min

Capa de cobertura soldadura por arco E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25

Tabla 4 Parámetros del proceso de soldadura del Esquema II

Nombre del paso de soldadura Método de soldadura Material de soldadura Especificación del material de soldadura/mm Corriente de soldadura/A Voltaje del arco/V Temperatura de precalentamiento y entrepasos Especificación del tratamiento térmico

Placa de tungsteno soldadura por arco de argón ER80S-B2L φ2.4 110 12

Capa de relleno soldadura por arco E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /

Capa de cobertura soldadura por arco E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24

Durante la soldadura, la temperatura intermedia no debe ser inferior a 150℃. Para evitar el enfriamiento de la pieza de prueba causado por la interrupción de la soldadura, se deben emplear dos soldadores para realizar la operación de soldadura alternativamente. Se deben tomar medidas de aislamiento y enfriamiento lento inmediatamente después de la soldadura.

tratamiento térmico

Para las probetas soldadas según el Esquema I, se debe realizar un tratamiento de revenido local a alta temperatura después de la soldadura. El proceso de tratamiento térmico es: la velocidad de calentamiento es de 200 ℃/h, elevando hasta 715 ℃ y manteniendo el calor durante 1 hora y 15 minutos, la velocidad de enfriamiento es de 100 ℃/h, enfriando hasta 300 ℃ y luego enfriamiento al aire. Específicamente, se utiliza el calentador eléctrico de oruga JL-4 (1146×310) para envolver la soldadura, y se utiliza una capa de lana de silicato de aluminio para el aislamiento. El espesor de la capa de aislamiento es de 50 mm. El control de temperatura adopta el controlador automático de temperatura para calentador eléctrico DJK-A.

 

La inspección por ultrasonido para detección de fallas de la probeta después de la soldadura se realizó de acuerdo con la norma JB4730-94 "Ensayos No Destructivos de Recipientes a Presión". La soldadura fue calificada como Clase I. La prueba de calificación del procedimiento de soldadura se realizó de acuerdo con la norma JB4708 "Prueba de Calificación de Procedimiento de Soldadura para Recipientes a Presión de Acero". Los resultados de la calificación se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5 Resultados de la prueba de calificación del procedimiento de soldadura

Plan de pruebas Prueba de tracción Prueba de flexión Prueba de tenacidad al impacto aky (J/cm2)

Resistencia a la tracción δb/MPa Posición de fractura Ángulo de flexión Cara de la flexión Dorso de la flexión Línea de fusión de la soldadura Zona afectada por el calor (ZAC)

Esquema I 550/530 Material base 50. Pasar Pasar 84.8 162 135.6

Esquema II 525/520 Material base 50. Pase Pase 79.4 109.2 96.7

De los resultados de la prueba de tracción, se puede observar que todas las probetas de tracción de los dos esquemas se rompieron en el material base, lo que indica que la resistencia a la tracción de la soldadura es mayor que la del material base; las pruebas de doblado son todas calificadas, lo que indica que la plasticidad de la soldadura es buena. Según los resultados de la prueba de tenacidad al impacto en la Tabla 5, la tenacidad al impacto del Esquema I es significativamente mayor que la del Esquema II, lo que demuestra que la especificación de tratamiento térmico posterior a la soldadura del Esquema I es relativamente ideal. El revenido a alta temperatura no solo logra el propósito de mejorar la estructura y el rendimiento de la junta, sino que también hace que la tenacidad y la resistencia coincidan adecuadamente. De los resultados de las propiedades mecánicas a temperatura ambiente, se puede observar que los dos esquemas de proceso de soldadura recomendados se pueden utilizar para la construcción en sitio. El Esquema I utiliza varillas de soldadura con una composición cercana a la del material base, y el rendimiento de la soldadura coincide con el del material base. La soldadura debe tener alta resistencia térmica, y la soldadura no es fácil de dañar en uso a largo plazo a alta temperatura. La dificultad es que las especificaciones de tratamiento térmico posterior a la soldadura son relativamente estrictas, y el control inadecuado de la temperatura de revenido, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de calentamiento y enfriamiento causará el deterioro del rendimiento de la soldadura. El Esquema II utiliza varillas de soldadura de acero inoxidable austenítico para la soldadura. Aunque se puede omitir el tratamiento térmico posterior a la soldadura, debido a los diferentes coeficientes de expansión de la soldadura y el material base, pueden ocurrir difusión y migración de carbono durante el trabajo a alta temperatura a largo plazo, lo que fácilmente conduce al daño de la soldadura en la zona de fusión. Por lo tanto, considerando la confiabilidad del uso, es más seguro adoptar el Esquema I para la soldadura en sitio.

4 Conclusión

La soldadura de tuberías de alta presión de pared gruesa de acero 15CrMo es factible con dos esquemas de soldadura. Para garantizar que el rendimiento de la soldadura coincida con el material base y tenga una mayor resistencia térmica, el Esquema I es más efectivo. La clave es controlar estrictamente el proceso de tratamiento térmico posterior a la soldadura.

Aunque el Esquema II puede omitir el tratamiento térmico posterior a la soldadura, no se puede ignorar la posibilidad de daños en la soldadura debido a la migración y difusión del carbono a alta temperatura. Por lo tanto, debe usarse con precaución solo cuando el tratamiento térmico posterior a la soldadura no sea posible.

 

El tratamiento térmico es una medida extremadamente eficaz para mejorar y modificar las propiedades del acero redondo de aleación 15CrMo, desempeñando un papel muy importante tanto en la fiabilidad del producto como en la economía. El tratamiento térmico del acero redondo de aleación 15CrMo generalmente incluye dos categorías principales: tratamiento térmico general (recocido, normalizado, temple, revenido) y tratamiento térmico superficial (endurecimiento superficial y tratamiento térmico químico - cementación, nitruración, metalización, etc.).
En ingeniería mecánica, muchas piezas de máquinas, como los cigüeñales, los engranajes y los árboles de levas de los motores de combustión interna, así como los engranajes en reductores importantes, no solo requieren suficiente tenacidad, plasticidad y resistencia a la flexión en el núcleo, sino que también requieren alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta resistencia a la fatiga dentro de un cierto espesor de superficie. Los diversos métodos de tratamiento térmico general mencionados anteriormente son difíciles de satisfacer simultáneamente los requisitos de rendimiento mencionados. El tratamiento térmico superficial es un método eficaz para lograr simultáneamente estos requisitos de rendimiento.
El tratamiento térmico superficial es un tipo de tratamiento térmico que cambia las propiedades de la superficie alterando la microestructura de la capa superficial del acero redondo de aleación 15CrMo.
El temple superficial es un tratamiento térmico que solo modifica la microestructura de la capa superficial sin alterar su composición química. Se puede lograr mediante calentamiento por inducción utilizando corriente de alta frecuencia, frecuencia media o frecuencia de red, o mediante calentamiento a la llama. La característica común es calentar rápidamente la superficie del acero redondo de aleación 15CrMo a la temperatura de temple y luego enfriarlo rápidamente antes de que el calor haya penetrado hasta el núcleo de la pieza, lo que resulta en una alta dureza superficial mientras se mantiene una alta tenacidad en el núcleo.
Tratamiento térmico químico - Un método de tratamiento térmico que cambia la composición química y la estructura de la capa superficial del acero redondo de aleación 15CrMo. Según los diferentes elementos difundidos en la superficie del acero redondo de aleación 15CrMo, el tratamiento térmico químico se puede dividir en métodos como la cementación, la nitruración, la carbonitruración y la metalización. Es muy eficaz para mejorar y potenciar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga del acero redondo de aleación 15CrMo. Actualmente, el tratamiento térmico químico se está desarrollando rápidamente y se están aplicando muchas tecnologías nuevas.

 

 

 

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