용접성이 우수한 800MPa 고강도 내마모판에 대한 일본의 연구
일본 '슈퍼 스틸' 프로젝트의 연구 주제 중 하나는 '용접성이 우수한 800MPa급 고강도 내마모판 연구'이다. 현재 페라이트 펄라이트 강의 인장강도는 500MPa 이하이며, 인장강도 500MPa를 초과하는 고강도 내마모판은 주로 베이나이트, 템퍼링 마르텐사이트 및 기타 고강도 내마모판을 형성하기 위해 합금 성분을 첨가하여 형성됩니다. . 그러나 합금원소의 증가에 따라 강의 원가가 상승할 뿐만 아니라 제강 및 정련의 난이도가 높아지며, 더욱 중요하게는 용접성능이 저하되어 고강도 내마모판 용접이음부의 피로강도가 저하된다. 60~100MPa(모재 모재 강도의 10%)에 불과합니다. C-Si-Mn을 기본 조성으로 하는 페라이트강은 용접성이 우수하지만, 현재 기술로 생산되는 고강도 내마모판의 강도에는 한계가 있으므로 본 주제의 연구 목적은 다음과 같습니다. Si-Mn의 결정립 미세화를 통해 결정립 크기를 10μm에서 1μm로 미세화하여 초미세 페라이트 2펄라이트 복합조직의 강도와 경도 밸런스를 얻었다. 인장강도 800MPa 초미세립강 개발 동시에 용접 성능이 우수한 초내마모 강판의 용접 공정도 개발되었습니다. 이를 위해 본 주제는 다음 두 가지 측면에서 연구된다.
(1) 초미세 결정소재의 개발. 큰 소성변형을 이용하여 초미세 페라이트 입자를 제조할 수 있다. 그러나 일방향 변형에 큰 소성변형을 가하면 재료의 두께방향 변형이 균일하지 않아 변형이 주로 시료의 중심부에 집중된다. Nagaiet al. 초미세 페라이트 입자를 제조하기 위해 "다방향 변형" 기술을 사용합니다. 이는 양방향 또는 다방향 변형을 사용하는 것이 특징이며 고르지 않은 변형 분포를 크게 개선하여 균일한 초미세 미세 구조를 얻는 데 도움이 됩니다.
Nagaiet al. 에서 개발된 다방향 변형 열기계 처리 시뮬레이터를 사용하여 {{0}}.16C-0.4Si-1.4Mn의 화학 조성(%)을 갖는 탄소강의 결정립 변화를 연구했습니다. 실혐실. 그 결과, "다방향 변형" 방법으로 제조된 초미세립강이 보다 균일한 초미세 결정구조를 갖는 것으로 나타났다. 다방향 열 기계 처리 시뮬레이터의 특징은 샘플이 각 롤에 대해 90도 회전할 수 있다는 것입니다. Nagaiet al. 실험실 압연기의 다방향 압연 기술을 이용하여 저탄소 Si-Mn강을 사용하여 Φ18mm×20000mm 크기의 바를 제조하는 데 성공했습니다. 강의 결정립 크기를 10μm에서 0.5μm로 미세화하면 고강도 내마모판의 항복강도를 320MPa에서 740MPa로 높일 수 있다. 12mm×700mm×Cmm 열연강판의 결정립 크기를 1μm로 미세화하면 고강도 내마모판의 인장강도는 800MPa에 도달하고, 제조된 열연 고강도 내마모판은 균일한 두께 방향의 초미립자.
큰 변형에 의해 생산된 두꺼운 강판의 기계적 성질의 이방성, 특히 일부 방향에서 인성이 감소하는 현상이 주목받고 있습니다. 이를 위해 Nagai et al. 재료의 결정 방향을 변경하기 위해 "대각 교차 압연" 방법을 사용했습니다. 교차 압연을 통해 재료의 조직 또는 (100) 극 지수가 효과적으로 변경될 수 있으므로 재료의 가로 방향과 압연 방향의 인성과 취성-취성 전이 온도의 차이가 매우 작습니다.
(2) 초미세립강의 고효율 용접기술에 관한 연구. 초미세립강의 산업적 응용에 있어서 가장 중요한 문제 중 하나는 HAZ의 연화이다. 전통적인 용접 방법은 입자 조대화로 인한 HAZ 연화로 인해 접합 강도를 감소시킵니다. ReisukeITO 등. 새로운 초협폭 가스 차폐 용접 방법을 개발했습니다. 19mm 두께의 강판을 2차 용접한 경우 강판의 화학성분(%)은 0.15C-1.50Mn-0.20Si-0.02P{{입니다. 14}}.002S의 경우 HAZ 폭이 3mm에 불과하고 접합부의 경도가 HV250보다 낮아 용접 균열 및 응력 부식 균열을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
S. sukamotoet al. 20kWCO2 고출력 레이저 용접 장비를 사용하여 화학 조성(%)이 0.049C-1.50Mn-0인 초미립강의 용접 방법 및 접합 특성을 연구했습니다. 981Si-0.021P-0.0009S는 초미세 결정 구조의 손상을 최소화하는 것을 목표로 합니다. 동시에 용접 조인트의 특성도 눈에 띄게 향상됩니다. AkihikoOHTAet al. 피로강도가 향상된 저온전이온도형 용접와이어를 개발하였습니다. 용접와이어에는 10%Cr과 10%Ni가 함유되어 있으며, 오스테나이트가 마르텐사이트로 변하는 시작온도는 약 180도, 변태종료온도는 상온이다. 마르텐사이트 변태가 발생하면 용접 금속의 팽창으로 인해 용접 주변에 압축 잔류 응력이 발생하여 용접 조인트의 피로 강도가 증가합니다. 입자 크기 1μm의 초미립자 바 접합부의 피로 강도는 최대 300MPa로 기존 용접 와이어보다 100MPa 높습니다.
