Ciclo termico di saldatura, struttura e proprietà dell’acciaio ASTM A620M

Questa ricerca prende in considerazione l’influenza dei cicli termici di saldatura sulle proprietà e sulla struttura del metallo ZTA della piastra Alform d’acciaio HSLA 620M microlegata con niobio e vandio.

Lo sviluppo attuale di acciai bassolegati ad alta resistenza con tensione di snervamento superiore a 590 MPa prevede la sostituzione del trattamento termico, costituito da tempra e rinvenimento, con un processo di controllo termo-meccanico (PCTM) seguito da raffreddamento accelerato. Le proprietà ottenute, considerando che la nuova generazione di acciai tra cui quelli secondo la norma ASTM A620M è stata ottenuta tramite microalligazione e PCTM seguito da raffreddamento accelerato, possono perdersi a causa dell’addolcimento alorché l’acciaio è riscaldato. Al primo stadio, poiché il livello di variazione delle proprietà meccaniche della zona termicamente alterata (ZTA) determina la saldabilità dell’acciaio, è considerata l’influenza dei cicli termici di saldatura sulle proprietà e sulla struttura del metallo ZTA di lamiere d’acciaio ASTM A620M.

Come risultato degli studi effettuati, si è rilevato che le combinazioni ottimali di proprietà meccaniche e struttura possono ottenersi a una velocità di raffreddamento del metallo ZTA di giunti saldati, nell’intervallo da 600 a 500°C, superiore a 25 °C/s.

Introduzione all’acciaio HSLA

Gli acciai bassolegati ad alta resistenza (HSLA) ottenuti mediante metodi di laminazione controllata con successivo raffreddamento accelerato sono largamente presenti nel mercato dei metalli, in particolare nelle industrie dei settori metallurgico, minerario, di lavorazione e di costruzione di macchine. Le proprietà meccaniche di tali materiali consentono di realizzare strutture metalliche saldate leggere. La piastra Alform d’acciaio 620M (vale a dire, rispondente alla norma ASTM A620M [1], sostituita dall’ASTM A1008M [2]), microlegato da niobio e vanadio e dalla struttura prevalentemente bainitica [3-5], possiede elevate caratteristiche meccaniche. L’aggiunta di niobio, vanadio e titanio contribuisce alla riaustenizzazione del metallo impedendo la crescita del grano austenitico. L’indurimento per dispersione è efficacemente controllato dal contenuto di vanadio [6-7]. L’applicazione delle tecnologie di saldatura per acciai ad alta resistenza ottenuti con i metodi di laminazione controllata si basa esclusivamente sulle raccomandazioni del produttore di metalli e materiali di saldatura [8-9], nonché sul carbonio equivalente. Le proprietà risultanti, a seguito di addolcimento durante la ridistribuzione associata al riscaldamento dell’acciaio, possono deteriorarsi. La struttura e le caratteristiche meccaniche di un metallo, come noto, possono cambiare significativamente sotto l’influenza dei cicli termici di saldatura (CTS). Secondo i risultati degli studi condotti sull’acciaio ad alta resistenza S460M, realizzato mediante laminazione controllata con successivo raffreddamento accelerato, è stata stabilita l’influenza dei CTS sulle proprietà e sulla struttura del metallo ZTA. È stato dimostrato che con un aumento della velocità di raffreddamento del metallo ZTA W6/5 da 3 a 25 °C/s, la struttura della perlite ferritica diventa bainitica, causando un aumento della durezza da 190HV a 280HV, nonché un miglioramento delle caratteristiche di resistenza [9]. Lo studio della saldabilità dell’acciaio con una resistenza maggiore, tuttavia, riveste un’importanza essenziale poiché determinato dal livello di cambiamenti nelle proprietà meccaniche del metallo ZTA.

Nella prima fase di tale ricerca, è stata considerata l’influenza dei cicli termici di saldatura su proprietà e struttura del metallo ZTA della piastra Alform d’acciaio HSLA 620M microlegata con niobio e vanadio.

 

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