vm128 warmtebehandeling van staal

Post on 10-Feb-2018

220 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    1/28

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    2/28

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    3/28

    Warmtebehandelingenvan staal

    vm 128

    Vereniging FM E-CWMvereniging van ondernemers in detechnologisch-industrile sectorBoerhaavelaan 40Postbus 190, 2700 AD ZoetermeerTelefoon: 079) 353 11 00Telefax: 079) 353 13 65E-mail: info@fme.nlInternet: http://www.fme.nl

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    4/28

    Vereniging FME-CWM/december 2009 - versie 02Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaaktdoor middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke ander wijze ookzonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

    Hoewel grote zorg is besteed aan de waarborging van een correcte en, waarnodig, volledige uiteenzetting van relevante informatie, wijzen de bij detotstandkoming van de onderhavige publicatie betrokkenen alleaansprakelijkheid voor schade als gevolg van onjuistheden en/ofonvolkomenheden in deze publicatie van de hand.

    Vereniging FME-CWMafdeling Techniek en Innovatie

    Postbus 190, 2700 AD Zoetermeertelefoon: 079 - 353 11 00telefax: 079 - 353 13 65e-mail: info@fme.nlinternet: http://www.fme.nl

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    5/28

    Warmtebehandelingen van staaltoelichting:

    Deze voorlichtingspublicatie is bedoeld voor allen die te maken hebben of te maken krijgen met deselectie, toepassing en uitvoering van warmtebehandelingen. Daarbij moet gedacht worden aanconstructeurs, lastechnici, werkvoorbereiders, enzovoorts.

    Deze voorlichtingspublicatie is een update van de bestaande NIL-voorlichtingspublicatie V990906(september 1999) "Warmtebehandeling van metalen in relatie tot de lastechniek".

    De updating was noodzakelijk omdat er enerzijds geen document beschikbaar was met een duidelijkoverzicht van de (belangrijkste) warmtebehandelingen en anderzijds omdat de ontwikkelingen in onderandere de nieuwe staalsoorten beperkingen (kunnen) stellen aan de uitvoering van warmtebehandelingen.

    De in deze voorlichtingspublicatie genoemde warmtebehandelingen zijn die, welke veel voorkomen in destaalverwerkende industrie en dus ook in de lastechniek. De meest belangrijke warmtebehandelingenworden in beknopte vorm behandeld.Doel van deze publicatie is voornamelijk basisinformatie te verschaffen over de warmtebehandelingen.

    Warmtebehandelingen hebben effecten op de metaalkundige aspecten, zoals de structuur en de daaraangerelateerde mechanische eigenschappen. Daarom wordt in een aantal hoofdstukken aandacht besteedaan de opbouw (kristalstructuur) van de metalen, alsmede de invloed van het opwarmen naar en (snel)afkoelen vanaf een bepaalde warmtebehandelingstemperatuur.

    Daarnaast wordt ook beknopt ingegaan op de uitvoering van warmtebehandelingen. Het is echtergeenszins de bedoeling met deze publicatie volledig te zijn.

    samengesteld door:W. Pors IWE (NIL); als co-lezers hebben H. de Jong IWE (NIL) en H. Bodt IWE (NIL) gefungeerd.Eindredactie: P. Boers (Vereniging FME-CWM).

    technische informatie:Nederlandse Instituut voor Lastechniek NIL)- bezoekadres Boerhaavelaan 40, Zoetermeer- correspondentie-adres Postbus 190, 2700 AD ZOETERMEER- telefoon 088 - 400 85 60- telefax 079 - 353 11 78- e-mail info@nil.nl- website www.nil.nl

    informatie over en bestelling van VM-publicaties, TI-bladen en praktijkaanbevelingen:Vereniging FME-CWM / Industrieel Technologie Centrum ITC)- bezoekadres Boerhaavelaan 40, Zoetermeer- correspondentie-adres Postbus 190, 2700 AD ZOETERMEER

    - telefoon 079 - 353 11 00- telefax 079 - 353 13 65- e-mail info@fme.nl- website www.fme.nl

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    6/28

    4

    Inhoud

    Symbolen en verklaringenOverzicht van de warmtebehandelingen1 Inleiding2 Doel van warmtebehandelingen3 Opbouw van de metalen

    3.1 Inleiding3.2 Wijze van stolling van metalen3.3 Opbouw van de metalen (roostervormen)3.4 Legeringsvormen3.5 Toestandsdiagrammen.

    3.5.1 Volkomen oplosbaarheid3.5.2 Onvolkomen oplosbaarheid3.5.3 Gedeeltelijke oplosbaarheid3.5.4 Beperking

    4 De warmte-benvloede zone naast de las5 Afkoeling

    5.1 Inleiding5.2 Warmte-inbreng5.3 Materiaalsoort5.4 Plaatdikte5.5 Voorwarmtemperatuur5.6 Ligging van de lasrups ten opzichte van het

    werkstuk5.7 Bepaling van de afkoelsnelheid

    6 Afkoeldiagrammen6.1 Isotherme diagrammen

    6.2 Afkoel CCT-diagram (Continuous CoolingTransformation diagram)

    6.3 PTAT-diagram (PiekTemperatuur AfkoelTijddiagram)

    7 Warmtebehandeling7.1 Voorwarmen7.2 Beheersing van de tussenlagentemperatuur7.3 Waterstofarm gloeien7.4 Spanningsarmgloeien7.5 Oplossend gloeien7.6 Harden7.7 Ontlaten7.8 Veredelen7.9 Normaalgloeien

    7.10 Precipitatieharden7.11 Homogeengloeien7.12 Rekristalliserend gloeien7.13 Zachtgloeien7.14 Oppervlakteharding

    8 Uitvoering van warmtebehandelingen8.1 Door aanvullende lasrupsen8.2 Gasbranders8.3 Elektrische verwarmingselementen.8.4 Infrarood stralers8.5 Inductieverwarming8.6 Gloeiovens

    9 Meten en registratie van de gloeitemperatuur10 LiteratuurverwijzingBijlage 1 Het ijzer-koolstofdiagramBijlage 2 Diagram ter bepaling van de voorwarmtem-

    peratuur volgens BS 5135

    blz.

    5

    6

    7

    7

    777888891010

    10

    111111111111

    1111

    1212

    12

    13

    13131414141515161717

    1818181920

    20202020202121

    22

    22

    23

    24

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    7/28

    5

    Symbolen en verklaringen

    Symbolen aanduiding van de ferritische structuur aanduiding van de austenitische structuur

    aanduiding van de primair ferritisch gestolde structuurv aanduiding van de vloeispanningR aanduiding van de treksterkteA1-temp temperatuur waarbij de structuur van staal overgaat van austenitisch/ferritisch in ferritisch/perlitischA3-temp temperatuur waarbij de structuur van staal overgaat van austenitisch/ferritisch in volledig austenitischAC1 ook wel A1-temperatuur genoemdAC3 ook wel A3-temperatuur genoemdCeq koolstofequivalentCEV koolstofequivalentFe3C ijzer-koolstofverbinding, cementiet genaamdHAZ heat affected zone; door de laswarmte benvloede zone naast de lasHDP hexagonale bolstapelingHRc hardheid gemeten volgens de Rockwell-cone methodeKRG kubisch ruimtelijk gecentreerde structuur, bestaande uit 9 atomenKVG kubisch vlakken gecentreerde structuur, bestaande uit 14 atomenL liquide (vloeistof)S solidus (vaste stof)t85 afkoeltijd tussen 800 en 500 Ct8/5 afkoeltijd tussen 800 en 500 CWBZ warmte-benvloede zone; door de laswarmte benvloede zone direct naast de lasVerklaringenausteniet kubisch vlakken gecentreerde structuur (KVG)bainiet mildere vorm van martensiet met betere mechanische eigenschappencementiet chemische verbinding van ijzer met koolstof, Fe3Celementaire cel basisopbouw uit atomen van een kristalferriet kubisch ruimtelijk gecentreerde structuur (KRG)legeren in vloeibare toestand vermengen van meerdere elementen teneinde de eigenschappen te verbeterenlegering vermenging van elementenliquidus vloeibare toestand van een metaalliquiduslijn lijn in een toestandsdiagram aangevende die temperatuur waarbij de stolling begint bij afkoeling c.q.

    volledig smelten een feit is bij opwarmingliquidustemperatuur temperatuur waarbij stolling begint c.q. volledig smelten een feit ismartensiet structuurvorm die ontstaat door snelle afkoeling van staalorintatie richting van de elementaire cellen in een kristalperliet lamellair naast elkaar voorkomen van cementiet en ferrietprecipitaat chemische verbinding die de regelmatige opbouw van het kristalrooster verstoortsolidus vaste toestand van een metaalsoliduslijn lijn in een toestandsdiagram aangevende die temperatuur waarbij stolling is voltooid bij afkoeling

    c.q. vorming van de eerste vloeistof bij opwarmingsolidustemperatuur temperatuur waarbij stolling is voltooid c.q. de eerste vloeistof wordt gevormd

  • 7/22/2019 VM128 Warmtebehandeling Van Staal

    8/28

    6

    Overzicht van de warmtebehandelingen

    Warmtebehandeling Doel Temperatuur-gebied[C] (ca.) Opmerking

    Voorwarmen- Verlagen afkoelsnelheid- Voorkomen van bindingsfouten

    --Voorwarmtemperatuur hangt af van het te lassenstaalsoort, het waterstofgehalte van het lastoevoeg-materiaal, het warmtegeleidingsvermogen van het

    7.1

    Beheersen tussenlagen-temperatuur

    Behouden mechanische eigen-schappen van zowel las- alsbasismateriaal

    --Tussenlagentemperatuur hangt af van het toe tepassen lastoevoegmateriaal en het te lassen staal

    7.2

    Waterstofarm gloeienVerlagen waterstofgehalte omwaterstofscheuren te voorkomen

    200 - 250 7.3

    Spanningsarmgloeien Verlagen inwendige spanningen 580 - 620 Bij lagere temperatuur (300-400 C) worden alleende piekspanningen afgebouwd

    7.4

    Oplossend gloeienOplossen precipitaten in dekristalstructuur

    1050 - 1100 7.5

    HardenVerhogen hardheid en sterktevan een constructiedeel

    50 C inaustenietgebied

    Snelle afkoeling vereist 7.6

    OntlatenOmzetten martensiet (gevormddoor het harden) in bainiet (een

    mildere en minder brosse vorm)

    Temperatuur is afhankelijk van de gewenstemechanische eigenschappen

    7.7

    VeredelenVerhogen van sterkte en taaiheidna het harden

    Veredelen=harden+ontlaten op hoge temperatuur 7.8

    NormaalgloeienVerbeteren van de vervormbaar-heid van de structuur na eenkoude deformatie

    50 C inaustenietgebied

    7.9

    PrecipitatiehardenGeven van hardheid aan hetmateriaal door vorming vanroosterverstoringen (precipitaten)

    Temperatuur is afhankelijk van de legering en degewenste hardheid

    7.10

    HomogeengloeienElemen

View more >