Zvariteľnosť mikrolegovaných oceli

Mikrolegované ocele sa vyrábajú ako konštrukčné ocele a ich prednosťou sú zvýšené mechanické vlastnosti, najmä medza klzu (až do 700 MPa). Zvýšenie pevnostných vlastností sa získa:


  1. zjemnením zŕn (brzdením rekryštalizacie austenitu alebo prekážkami pri migrácii zŕn z hraníc),
  2. precipitačným vytvrdzovaním.

Ako mikrolegovacie prvky najčastejšie sa používajú Al, Nb, Ti a V, resp. Zr. Mikrolegúry v úhrnnom množstve neprevyšujú 0,15 % hmotnosti (pri Nb maximálne 0,05 %).
Zvariteľnosť týchto oceli závisí od základného zloženia a obsahu nečistôt. Čím je menší obsah uhlíka a nečistôt, tým je zvariteľnosť lepšia
Znižovaním obsahu uhlíka znižuje sa obsah perlitu, a tým sa oblasť rastu primárnych’ zŕn posúva k teplote 1200oC. To umožňuje zvárať niektoré ocele bez predhrevu.
Nevýhodou mikrolegovaných oceli z hľadiska zvariteľnosti je prítomnosť sulfidov, sulfokarbidov a oxisulfidov. Množstvo týchto nečistôt a ich tvar vytvárajú podmienky pre vznik lamelárnych alebo horúcich trhlín.
Na vznik horúcich (likvačných) trhlín vplýva precipitácia sulfonitridov na hraniciach zŕn.
Pri tavnom zváraní časť mikrolegúr (predovšetkým Nb a V) premiešanim zvarového kovu so základným prechádza do zvarového kovu, kde pôsobí nepriaznivo. Znižuje jeho plastické vlastnosti a zvyšuje teplotu vrubovej húževnatosti.
Vplyv prvkov
Uhlík v maximálnej miere sa viaže na mikrolegujúce prvky a vytvára s nimi karbidy a karbonitridy. Tieto svojím rozložením vo feritických zrnách zvyšujú mechanické vlastnosti mikrolegovaných ocelí.
Mikrolegujúce prvky okrem schopnosti tvoriť s uhlíkom karbidy z hľadiska zvárania prejavujú sa ďalšími vlastnosťami.
Hliník má vysokú afinitu ku kyslíku a k dusíku. S kyslíkom vytvára oxid hlinitý (Al2Oj), ktorý sťažuje zváranie najmä pri rýchlom chladnuti zvarového kúpeľa. S dusíkom vytvára stabilné nitridy, a tým potláča náchylnosť na starnutie zv árových spojov.
Niób pri transformácii austenitu precipituje v tvare karbonitridov, a tým vytvrdzuje feritické zrná. zabraňuje rastu austenitických zŕn, zvyšuje počet kryštalizačných zárodkov, a tým zjemňuje feritické zrno. Znižuje kaliteľnosť, zvyšuje medzu tečenia a pevnosti. Pri tavných zváracích procesoch urýchľuje nitridačné procesy, a tým zlepšuje zvariteľnosť oceli.
Titán má veľkú afinitu ku kyslíku, dusíku a uhlíku. V dôsledku toho je veľmi dobrým dezoxidač-ným prvkom. Viazaním dusíka na nitridy titánu potláča náchylnosť na starnutie zvarových spojov.
V  teplom ovplyvnených zónach stabilizuje uhlík.    .
Vanád má podobné účinky ako pri nízkolegovaných oceliach.
Zirkón z hľadiska zvárania má veľmi dobrý dezoxidačný a denitridačný účinok. Jeho nevýhodou je, že oxidy zirkónu netvoria zoskupenia, a preto veľmi pomaly vyplávajú zo zvarového kovu, čo veľmi sťažuje zváranie pri rýchlom chladnuti zvarového kúpeľa.
Pri tavnom zváraní mikrolegovaných oceli vzniká vo zvare a vedľa zvaru podobne ako aj pri uhlíkových a nízkolegovaných oceliach zhrubnutie zŕn, a tým aj pokles pevnosti. Pokles pevnosti kom­penzuje transformačné spevnenie tvorbou bainitickej rozopadovej zmesi alebo martenzitu.