ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΧΑΛΥΒΕΣ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ-ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΗ ΔΟΜΗ Θ.Ε.Ζ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΠΟΥΜΠΟΥΛΑΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ-ΠΑΠΑΝΔΡΕΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Επιβλέπων καθηγητής Κ.Π.ΜΑΤΖΙΝΟΣ
Ορισμός Χάλυβα Ο χάλυβας (κοινώς ατσάλια) είναι κράμα σιδήρου-άνθρακα που περιέχει λογότερο από 2.06 % κ.β άνθρακα,λιγότερο από 1.0 % μαγγάνιο και πολύ μικρά ποσοστά πυριτίου,φωσφόρου,θείου και οξυγόνου. Οι κραματωμένοι χάλυβες, όπως πχ(οι ανοξείδωτοι χάλυβες,οι εργαλειοχάλυβες κλπ,) αποτελούν ειδική κατηγορία χαλύβων που περιέχουν υψηλότερα ποσοστά άλλων μετάλλων. Ιστορία του χάλυβα Η ιστορία του χάλυβα ξεκινά γύρω στο 1000 π.χ, όταν οι μεταλλουργοί της εποχής εκείνης άρχισαν να παράγουν χάλυβα συστηματικά με ενανθράκωση σπογγώδους σιδήρου. Πάντως οι Χετταίοι γνώριζα ν μια παρόμοια μέθοδο παραγωγής χάλυβα ήδη από το 2300 π.χ.
Η παραγωγή του χάλυβα Ο χάλυβας παράγεται με τρεις βασικές μεθόδους. Οι γνωστότερες μέθοδοι παραγωγής είναι: 1. Μέθοδος Bessemer, 1856 2. Μέθοδος Siemens-Martin, 1857 (ανοικτης εστίας) 3. Μέθοδος οξυγόνου 4. Μέθοδος του ηλεκτρικού φούρνου Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία του 2005, το 65,4 % της παγκόσμιας παραγωγής χάλυβα προέρχεται από τις δύο πρώτες καθετοποιημένες μεθόδους και το 31,7 % από την ανάτηξη παλαιοσιδήρων και σπογγώδους σιδήρου σε κλιβάνους ηλεκτρικού τόξου.
1. Μέθοδος Bessemer Η αρχή λειτουργίας της μεθόδου Bessemer στηρίζεται στην απομάκρυνση των ακαθαρσιών από ένα τήγμα ακάθαρτου χυτοσιδήρου μετά από έμφύσηση ενός ρεύματος αέρα δια μέσω της μάζας του. Ο καθαρός σίδηρος μετατρέπεται στη συνέχεια σε χάλυβα από εκ νέου προσθήκη απαιτούμενου ποσοστού άνθρακα και διαφόρων άλλων πρόσθετων. Οι κύριες ακαθαρσίες του χυτοσιδήρου είναι ο άνθρακας, το πυρίτιο,το μαγγάνιο,το θείο και ο φωσφόρος.οι ακαθαρσίες απομακρύνονται με την καύση ή σχηματίσουν σκουριά που επιπλέει στην επιφάνεια του τήγματος
2.Μέθοδος Siemens-Martin Η μέθοδος αυτή είναι μεταγενέστερη της Bessemer.Κατά την μέθοδο αυτήν ο χάλυβας παράγεται από χυτοσίδηρο. Ο χυτοσίδηρος θερμναίνεται με φυσικό αέριο ή μαζούτ και προστίθεται ένα υλικό πλούσιο σε οξυγόνο,όπως πχ. Σιδηρομετάλλευμα,για να εξασφαλιστεί το οξυγόνο που απαιτείται. Ακόμα μέσα στον φούρνο τοποθετούνται και διάφορα συλλιπάσματα, ανάλογα με τις ακαθαρσίες που πρέπει να απομακρυνθούν. Το αποτέλεσμα είναι η αφαίρεση του άνθρακα και ο σχηματισμός σκουριάς η οποία απορρίπτεται από κατάλληλη έξοδο του φούρνου.
3.Μέθοδος οξυγόνου Σύμφωνα με την μέθοδο οξυγόνου τροφοδοτείται τήγμα χυτοσιδήρου μέσα σε μια δεξαμενή ή μεταρτοπέα, ο οποίος είναι μονομένος με πυρίμαχη επένδυση. Η δεξαμενή είναι στερεωμένη κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να περιστρέφεται προς τα πλάγια για την τροφοδότηση του τήγματος και να φέρεται μετά σε κατακόρυφη θέση για το επόμενο στάδιο της διεργασίας. Κατά το στάδιο αυτό, μέσα στην δεξαμενή κατεβαίνει ένας σωλήνας ο οπίος ψυχεται με νερό και χρησιμεύει για την έμφυση οξυγόνου μέσα στο τήγμα. Ο σωλήνας οξυγόνου κατεβαίνει τόσο ώστε το χείλος του να βρίσκεται μόλις πάνω από την επιφάνεια του τήγματος. Μεταξύ οξυγόνου και άνθρακα πραγματοποιείται ταχύτατη χημική αντίδραση.ο στροβιλισμός που δημιουργείται εξασφαλίζει την επαφή του άνθρακα με το οξυγόνο. Στο τέλος της διαδικασίας η δεξαμενή περιστρέφεται για να γίνει η συλογή του χάλυβα και η απομάκρυνση της σκουρίας και των άλλων ακαθαρσιών.
4.Μέθοδος ηλεκτρικού φούρνου Μερικοί τύποι χαλύβων και σχεδόν όλοι οι κραματωμένοι χάλυβες παράγονται σε ηλεκτρικούς φούρνους.μέσα στο φούρνο τοποθετείται ένα ζυγισμένο ψυχρό φορτίο άχρηστων χαλύβων (scrap metal),σε μερικές περιπτώσεις μαζί με μια κατάλληλη ποσότητα ψυχρού χυτοσιδήρου,και προκαλείται η έναυση του ηλεκτρικού τόξου με τη βοήθεια ηλεκτροδίων.το ηλεκτρικό τόξο παράγει μεγάλες ποσότητες θερμότητας και προκαλεί την ταχύτατη τήξη του φορτίου.
Ποιότητες του χάλυβα Ο χάλυβας δεν είναι ένα μοναδικό προϊόν.σήμερα υπάρχουν περισσότερα από 3.500 διαφορετικά είδη χαλύβων με πολύ διαφορετικές φυσικές,χημικές και περιβαλλοντικές ιδιότητες.περίπου τα τρία τέταρτα των ειδών των χαλύβων δυμιουργήθηκαν μόλις τα τελευταία είκοσι χρόνια.οι χάλυβες διακρίνονται σε κατηγορίες,ανάλογα με την χημική τους σύσταση,την περαιτέρω κατεργασία τους,την κρυσταλλική τους δομή ή και την τελική τους χρήση. Ως προς την χημική τους σύσταση,οι χάλυβες ταξινομούνται ως εξής: Α) Κοινοί ή ανθρακούχοι χάλυβες. Περιεκτικότητα σε άνθρακα(έως 2.06 %) και μικρό ποσοστό μαγγανίου(έως 1,65 %),πυριτίου (έως 0,6 %) και χαλκού (έως 0,6 %) Με βάση τον περιεχόμενο άνθρακα οι κοινοί χάλυβες διακρίνονται στις εξής υποκατηγορίες: 1) Χάλυβες χαμηλού άνθρακα ή μαλακοί χάλυβες (C< 0.30 %) 2)Χάλυβες μέτριου άνθρακα ( 0.30 %<C<0.60 %) 3)Χάλυβες υψυλού άνθρακα (0.60 %<C<1.00 %) 4)Χάλυβες πολύ υψηλού άνθρακα (1.00%<C<2.00%)
Ποιότητες του χάλυβα Β)Κραματωμένοι χάλυβες,δηλ. Κράματα σιδήρου με άλλα μεταλλα σε σημαντική περιεκτικότητα.έτσι διακρίνονται στους εξής τύπους: 1) Ελαφρά κραματωμένοι χάλυβες ή χάλυβες χαμηλής κραμάτωσης(περιέχουν συνήθως χρώμιο,μιλυβδαίνιο,βανάδιο,νικέλιο κ.λ.π. Σε συνολικό ποσοστό που δεν ξεπερνά το 10% κ.β)πχ εργαλειοχάλυβες. 2) Ισχυρά κραματωμένοι χάλυβες ή χάλυβες υψηλής κραμάτωσης,όπως οι ανοξείδωτοι χάλυβες (Cr>10.5 %),οι ταχυχάλυβες(c~0.7%,cr~4.0 %,5.0% < Mo<10 %,1.5 %W<18.0 %,0%<Co<8.0%)κ.λ.π.
Ποιότητες του χάλυβα Ανάλογα με την περαιτέρω κατεργασία τους οι χάλυβες διακρίνονται σε: 1) Χάλυβες διαμόρφωσης,που υφίστανται περαιτέρω μηχανική κατεργασία(έλαση,διέλαση,κ.λ.π.) 2)Χυτοχάλυβες,που παράγονται απευθείας με χύτευση υπό μορφή πλινθωμάμτων(χελωνών) και επαναχυτεύονται για την κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων. 3)Χάλυβες κατασκευών,είναι χάλυβες με μικρά σχετικά ποσοστά κραματικών στοιχείων (Mn,Cr) και χρσησιμοποιούνται σε πλήθος κατασκευών,όπως π.χ σε λέβητες,ρουλεμάν,ψυχρή έλαση,άξονες,διωστήρες κ.λ.π. 4)Χάλυβες εργαλείων,περιέχουν συνήθως μεγάλα ποσοστά κραματικών στοιχείων (W,Mo,Cr,V),τα οπία ευνοούν την αύξηση της σκληρότητας και της αντίστασης σε φθορά και τριβή. 5)Χάλυβες θερμικής αντοχής,περιέχουν σε μεγάλο ποσοστό Cr και χρησιμοποιούνται για κατασκευή σιδιροτροχιών,φούρνων κ.λ.π. 6)Χάλυβες ανοξείδωτοι,είναι χάλυβες που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή αντοχή σε διάβρωση (π.χ. Χημική βιομηχανία κ.λ.π) περιέχουν μεγάλο ποσοστό Cr,Ni 7)Χάλυβες ηλεκτρομαγνητικών εφαρμογών,χρησιμοποιούνται για κατασκευή πυρίνων μετασχηματιστών,μονίμων μαγνητών κ.λ.π.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Πάνω από το 50 % του βάρους ενός κοινού αυτοκινήτου αποτελείται από χάλυβα.οι κύριες εφαρμογές του φαίνονται στα εικονιζόμενα διαγράμματα:
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Ένα αυτοκίνητο αποτελείται από πολλά υλικά,αν και το κύριο μέρος-γνωστό και ως σώμα(πλαίσιο) κατασκευάζεται συνήθως από συμπιέσεις χάλυβα συγκολλημένων μαζί για να σχηματιστεί ένα ισχυρό και άκαμπτο πλαίσιο. Αυτή η μέθοδος κατασκευής αποτελεί το 99,9 % όλων των αυτοκινήτων που παράγονται στον κόσμο.το υπόλοιπο 0.1 % είναι κυρίως κατασκευασμένο από αλουμίνιο και ένα πολύ μικρότερο ποσοστό της τάξης του 0.01 % κατασκευάζεται από συνθετικές ίνες άνθρακα(carbon).
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Το πλαίσιο του αμαξώματος ενός οχήματος αντιπροσωπεύει το 20 % της μάζας του.το βάρος των λοιπών μερών(πόρτες,μπροστά/πίσω καπό,ανάρτηση,μετάδοση κίνησης) φέρει το συνολικό ποσό του χάλυβα και άλλων σιδηρούχων μετάλλων σε ποσοστό 60 % περίπου.τα τελευταία χρόνια γίνετε προσπάθεια από τους κατασκευαστές για μείωση του βάρους αλλά και οικονομικούς λόγους η αντικατάσταση του χάλυβα σε κάποια μέρη του οχήματος,κυρίως στις ζάντες,στην ανάρτηση και χρήση κυρίως πλαστικού κάτω από το καπό. Έτσι οι περιβαλλοντικές αλλά και οι οικονομικές απαιτήσεις για μείωση της κατανάλωσης καυσίμων έχει επίσης οδηγήσει σε αύξηση της χρήσης ελαφρών υλικών αλλά με μεγαλύτερο κόστος.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Κάθε έλλειψη αντιπροσωπεύει τους τύπους που είναι διαθέσιμοι για κάθε «οικογένεια» χάλυβα.το όνομα για κάθε οικογένεια αντανακλά την μέθοδο με την οποία ο χάλυβας επιτυγχάνει την διαμορφωσιμότητά του ή την αντοχή του.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Στο εικονιζόμενο σχήμα φαίνονται οι ιδιότητες τριών διαφορετικών ποιοτήτων του φύλλου χάλυβα και υποδεικνύει σε πιο σημείο του οχήματος βρίσκονται. Ο χάλυβας προσφέρει μια εντυπωσιακή σειρά από ιδιότητες για την κάλυψη απαιτήσεων για κάθε βιομηχανική εφαρμογή.έτσι ο χάλυβας για χρήση σε αυτοκινητιστικές εφαρμογές κυμαίνεται από τους πιο διαμορφώσιμους με μικρή απόδοση αντοχής της τάξης 140 N/mm2 σε αυτούς με υπέρυψηλή αντοχή της τάξης των 2500 Ν/mm2,όπως π.χ ο χάλυβας που χρησιμοποιείται στα λινά των ελαστικών.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Υλικά κατασκευής στα διάφορα εξαρτήματα του κινητήρα (Μ.Ε.Κ) Κορμός ή μπλόκ κινητήρα κατασκευάζεται συνήθως από ειδικά κράματα χυτοσιδίρου ή χυτοχάλυβα που περιέχει άνθρακα,νικέλιο,χρώμιο και μολυβδαίνιο ή από κράματα ελαφρών μετάλλων,όταν απαιτείται μείωση του βάρους του κινητήρα. Η κυλινδροκεφαλή κατασκευάζεται στους υδρόψυκτους κινητήρες από χυτοσίδηρο ή χυτοχάλυβα,αλλά και από κράματα αλουμινίου για κινητήρες που θέλουμε να έχουμε χαμηλά επίπεδα βάρους.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Υλικά κατασκευής στα διάφορα εξαρτήματα του κινητήρα (Μ.Ε.Κ) Ο σφόνδυλος ή βολάν κατασκευάζεται από χάλυβα ή ειδικό χυτοσίδηρο. Ο εκκεντροφόρος άξονας κατασκευάζεται συνήθως από χυτοσίδηρο με σφαιροειδή γραφίτη ή από μαύρο μαλακό χυτοσίδηρο ή από σφυρήλατο χάλυβα. Ο στροφαλοφόρος άξονας κατασκευάζεται από βελτιωμένο χάλυβα (36CrNiMo4) ή χάλυβα εναζώτωσης (34CrAlMo5) μετά από ειδική χύτευση ή θερμηλασία.
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Υλικά κατασκευής στα διάφορα εξαρτήματα του κινητήρα (Μ.Ε.Κ) Στις μέρες μας χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά κράματα αλουμινίου-πυριτίου.το πυρίτιο μειώνει τη φθορά και τη θερμοδιαστολή,αλλά δυσκολεύει την κατεργασία κατά την κατασκευή.σε τετράχρονους βενζινοκινητήρες χρησιμοποιείται AlSi12CuNi.Σε δίχρονους κινητήρες,πετρελαιοκινητήρες με υπερπλήρωση χρησιμοποιούνται έμβολα AQlSi18CuNi ή AlSi25CuNi.Για κινητήρες μεγάλης ισχύος χρησιμοποιείται χυτοχάλυβας ή και σφυρύλατος χάλυβας. Τα ελατήρια του εμβόλου κατασκευάζονται από χυτοσίδηρο ή από βελτιομένο χάλυβα. Οι διωστήρες κατασκευάζονται από βελτιωμένα χαλυβοκράματα(34crmo4) και σφυρηλατούνται σε καλούπια υπάρχουν όμως και σιωστήρες που κατασκευάζονται από χυτοσίδηρο σφαιροειδούς γραφίτη(ggg-50) ή μαλακό χυτοσίδηρο. Ο πείρος εμβόλου συνήθως κατασκευάζεται από χάλυβες ενενθράκωσης (CK15,17Cr3,16MnCr5) ή εναζώτωσης (13CrMo12,31CrMoV9)
Ο χάλυβας στο αυτοκίνητο Υλικά κατασκευής στα διάφορα εξαρτήματα του κινητήρα (Μ.Ε.Κ) Οι βαλβίδες εισαγωγής κατασκευάζονται ώς ενιαίο τεμάχιο μετάλλου από χρωμοπυριτιούχο χάλυβα,για παράδειδμα (Χ45CrSi93) Οι βαλβίδες εξαγωγής κατασκευάζονται συνήθως ως διμεταλλικές με γέμισμα του κοίλου χώρου κατά 60% με νάτριο.για το κάτω στέλεχος της βαλβίδας και την κεφαλή χρησιμοποιείται ως υλικό κατασκευής χρωμομαγγανιούχος χάλυβας ιδιαίτερα ανθεκτικός στην θερμοκρασία όπως για παράδειγμα (Χ53CrMnNiN299).
Μέθοδοι Συγκολλήσεων του Χάλυβα Κατηγοριοποίηση των συγκολλήσεων 1) Αυτογενείς συγκολλήσεις: σε αυτές απαιτείται τοπικά λιώσιμο των προς συγκόλληση τεμαχίων και τοποθέτηση ή όχι ενός συγκολλητικού μέσου. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων συγκολλήσεων είναι η οξυγονοκόλληση,η ηλεκτροσυγκόλληση,η συγκόλληση με αντίσταση,η συγκόλληση με laser κλπ. 2) Ετερογενείς συγκολλήσεις,σε αυτές δεν χρειάζεται τοπική τήξη των αντικειμένων που θα συγκολληθούν,παρά μόνο θερμανση και εναπόθεση λιωμένου συγκολλητικού υλικού.τέτοιες συγκολλήσεις για παράδειγμα είναι η κασσιτεροκόλληση,η μπρουνζτοκόλληση κλπ.
Αυτογενείς συγκολλήσεις Συγκόλληση με οξυγονοασετυλίνη Συγκόλληση τόξου
Αυτογενείς συγκολλήσεις Μέθοδος T.I.G Μέθοδος M.I.G
Αυτογενείς συγκολλήσεις Mέθοδος M.A.G Ηλεκτροσυγκόλληση με αντίσταση (ηλεκτροπόντα)
Mαλακές συγκολλήσεις: 1)Μολυβδοκόλληση 2)Κασσιτεροκόλληση Ετερογενείς συγκολλήσεις Σκληρές συγκολλήσεις: 1)Ασημοκόλληση 2)Μπρουτζοκόλληση
Έλεγχος συγκολλήσεων Μη καταστροφικές Μέθοδοι: 1)Μηχανικός έλεγχος 2)Οπτικός έλεγχος 3)Έλεγχος με ηλεκτρική αγωγιμότητα Καταστροφικές Μέθοδοι: Οι καταστροφικές μέθοδοι έχουν ως αποτέλεσμα την καταστροφή του δοκιμίου. 4)Έλεγχος με θφορισμό 5)Μαγνητικός έλεγχος 6)Έλεγχος με υπέρηχους 7)Έλεγχος με ακτίνες Χ 8)Έλεγχος με ακτίνες Γ
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Μεταλλογραφία είναι ο τομέας της φυσικής μεταλλουργίας που ασχολείται με τη δομή των μετάλλων και των κραμάτων τους. Για να μελετηθεί όμως ο χάλυβας πρέπει πρώτα να γίνουν οι διεργασίες που αναφέρονται παρακάτω: 1)Εγκιβωτισμός 4)Χημική προσβολή (συνήθως χρησιμοποιείται το αντιδραστήριο Glyceregia: 15ml HCl,10 ml Glycerin,5ml HNO3) 5)Μελέτη του δοικιμίου σε οπτικό μικροσπόπιο 2)Λείανση 3)Στίλβωση
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Βασικές γνώσεις για την μελέτη της δομής του χάλυβα Ο φερρίτης είναι στερεά φάση καθαρού σιδήρου ή στερεό δυάλυμα με βασικό συστατικό του σίδηρο που κρυσταλλώνεται στο χωροκεντομένοκυβικό σύστημα.ο φερρίτης είναι η κύρια βάση στους κοινούς χάλυβες και τους χυτοσιδήρους.οι ιδιότητες του φερρίτη είναι σχεδόν ίδιες με αυτές του καθαρού σιδήρου.σε θερμοκρασίες 910-1390 C ο φερρίτης μετασχηματίζεται σε ωστενίτη (γ-fe). Ο ωστενίτης ή γ-fe είναι αλλοτροπική μορφή του σιδήρου που κρυσταλλώνεται στο εδροκεντρωμένο κυβικό σύστημα.ο ωστενίτης είναι όλκιμος και είναι ελάχιστα μαγνητικός. Ο μαρτενσίτης είναι ασταθής φάση που σχηματίζεται όταν ένας χάλυβας θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία ώστε να σχηματιστεί ωστενίτης και κατόπιν υποστεί απότομη ψύξη.η δομή του είναι βελονοειδής.σε χάλυβες με λιγότερο από 0,4% κβ C έχειτη μορφή λωρίδων,ενώ σε χάλυβες με περισσότερο από 0,6% κβ C έχει την μορφή πλακιδίων. Ο σεμεντίτης είναι διαμεταλλική ένωση του σιδήρου με τον άνθρακα,πρόκειται για σκληρή και εύθραυστη φάση με ιδιαίτερη σημασία στη μεταλλογνωσία του χάλυβα.
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Εικόνες μεταλλογραφικής δομής του χάλυβα (316L) από οπτικό μικροσκόπιο: Ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας (316L) Στις εικόνες παρατηρούμε στο μέταλλο πλήρως ωστενική δομή με ευδιάκριτους κόκκους και διδυμίες.επήσης είναι εμφανείς οι γραμμές δ-φερρίτη οι οποίες προκύπτουν από τον τοπικό διαφορισμό των α-φερογόνων στοιχείων που δημιουργούνται κατά την διαδικασία της θερμής έλασης.
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Element Weight% Si 0.85 Cr 21.21 Mn 0.83 Fe 67.07 Ni 5.56 Mo 4.48 Χαρακτηριστικό παράδειγμα των γραμμών του δ-φερίτη που δημιουργούνται λόγω του τοπικού διαφορισμού παρατηρούμε στο εικονιζόμενο σχήμα,που με την χημική ανάλυση του EDS στο συγκεκριμένο σημείο παρατηρούμε πολύ αυξημένες τιμές Cr και Mo.
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Θερμικά Επηρεαζόμενη Ζώνη (Θ.Ε.Ζ) Στο εικονιζόμενο σχήμα διακρίνεται μια πολύ στενή ζώνη σύνδεσης μεταξύ του μετάλλου βάσης και του μετάλλου συγκόλλησης.δεν παρατηρείται μεταβολή ούτε στο μέγεθος των κόκκων αλλά ούτε και ως προς την μορφολογία της μικροδομής,όπου παραμένει ίδια μέχρι το μέταλλο συγκόλλησης(μ.σ).το γεγονός αυτό εμποδίζει τον οπτικό χαρακτηρισμό της Θ.Ε.Ζ ή την χαρακτιρίζει πολύ μικρή.
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Σκληρομετρήσεις (Μέθοδος Vickers HV) Ως σκληρότητα ενός υλικού θα μπορούσαμε να ορίσουμε τη συνεκτικότητα που παρουσιάζει το ίδιο το υλικό,ή την αντίσταση που παρουσιάζει ένα υλικό στην διείσδυση του από ένα άλλο σκληρότερο υλικό. Οι σκληρομετρήσεις είναι μη καταστρεπτική μέθοσος. Σκοπός της σκληρομέτρησης είναι η παρατήτηση της μεταβολής της σκληρότητας,στους κόκκους του μετάλλου βάσης,της θερμικά επηρεαζόμενης ζώνης και της ζώνης τήξης. Ο αριθμός σκληρότητας κατά Vickers δίνεται από την σχέση: HV=2P*sin(θ/2)/D^2 P=εφαρμοζόμενο φορτίο σε kgf(1kgf=9.81 N) D=μήκος της διαγωνίου σε mm
Μεταλλογραφική δομή χάλυβα Σκληρομετρήσεις (Μέθοδος Vickers HV)
Σχηματισμός Πεδίου παραμενουσών Τάσεων Στις συγκολλήσεις ηλεκτρικού τόξου,τα προς συγκόλληση τεμάχια θερμαίνονται τοπικά και τήκονται.κατά την διάρκεια της συγκόλλησης όμως,η θερμοκρασιακή τους κατανομή δεν είναι ομοιόμορφη,με συνέπεια τη δημιουργία θερμικών παραμορφώσεων πολύπλοκης κατανομής,τόσο στο μέταλλο συγκόλλησης όσο και στο βασικό μέταλλο. Όταν τα συγκολλημένα τεμάχια αποκτήσουν μετά την ψήξη τους τη θερμοκρασία περιβάλλοντος,δεν επανέρχονται σε μηδενική κατάσταση. Οι τάσεις που παραμένουν ομομάζονται παραμένουσες τάσεις.η επίδραση των παραμενουσών τάσεων στη συμπεριφορά των συγκολλητών κατασκευών υπό την επίδραση των εξωτερικών φορτίων είναι σημαντική.επομένως η γνώση της κατανομής των παραμενουσών τάσεων έχει ιδιαίτερη σημασία.
Σχηματισμός Πεδίου παραμενουσών Τάσεων Ιδίες τάσεις ή εσωτερικές τάσεις
Σχηματισμός Πεδίου παραμενουσών Τάσεων Τρόποι αποφυγής δημιουργίας στρεβλώσεων και σχηματισμό παραμορφώσεων λόγω δημιουργίας τάσεων κατά την συγκόλληση.
Ευχαριστούμε για την προσοχή σας. Τέλος