Особенности формирования структуры сварных соединений микролегированной конструкционной стали S460М

Abstract

Конструкционные стали класса прочности С440 и выше нашли широкое применение в высотном строительстве, мостостроении, грузовом железнодорожном транспорте. Применение проката из стали с пределом текучести 440 МПа позволяет снизить металлоемкость конструкции на 39 % по сравнению со сталью марки Ст3пс (С275) и на 26 % по сравнению со сталью марки 09Г2С (С345). В данной работе рассмотрены особенности формирования структуры сварных соединений конструкционной стали S460M. Построена термокинетическая диаграмма распада аустенита стали S460M. Установлено влияние скорости охлаждения образцов-имитаторов металла ЗТВ на структуру и прочностные свойства. Показано, что термическая обработка сварных соединений стали S460M (термоциклирование — нагрев до 1200 °С со скоростью 25 °C/с + отжиг при 950 °С в течение 1 ч + охлаждение на воздухе) обеспечивает формирование в металле ЗТВ благоприятного комплекса ферритно-бейнитных структур за счет снижения полосчатости структуры, уменьшения доли Видманштеттового феррита и перлита.

Конструкційні сталі класу міцності С440 та вище знайшли широке застосування в висотному будівництві, мостобудуванні, вантажному залізничному транспорті. Застосування прокату зі сталі з межою текучості 440 МПа дозволяє знизити металомісткість конструкції на 39 % в порівнянні зі сталлю марки Ст3пс (С275) та на 26 % в порівнянні зі сталлю марки 09Г2С (С345). В даній роботі розглянуто особливості формування структури зварних з’єднань конструкційної сталі S460M. Побудована термокінетична діаграма розпаду аустеніту сталі S460M. Встановлено вплив швидкості охолодження зразків-імітаторів металу ЗТВ на структуру та характеристики міцності. З’ясовано, що термічна обробка зварних з’єднань сталі S460M (термоциклювання при температурі 1200 °С зі швидкістю 25 °C/с + відпал при 950 °С протягом 1 год. + охолодження на повітрі) забезпечує формування в металі ЗТВ сприятливого комплексу феритно-бейнітних структур за рахунок зниження полосчатості структури, зменшення частки Відманштеттового фериту та перліту.

Structural steels of C440 strength class and more have found wide application in high-rise construction, bridge construction and freight rail transport. Application of steel roll stock with yield strength of 440 MPa allows reducing specific quantity of metal per structure by 39 % in comparison with steel of St3sp (killed) (C275) grade and by 26 % in comparison with 09G2S (C345) steel grade. Present work examines the peculiarities of formation of structure in the welded joints of structural steel S460M. A CCT diagram of austenite decay in steel S460M was plotted. Effect of cooling rate of HAZ metal model samples on structure and strength properties was determined. It is shown that heat treatment of welded joints of steel S460M (thermocycling, i.e. heating to 1200 °C with 25°C/s rate plus annealing at 950 °C during 1 h plus air cooling) provides formation in HAZ metal of a favorable complex of ferrite-bainite structures due to decrease of banded structures, reduction of portion of Widmanstatten ferrite and pearlite.