Valuteräksien G24Mn6 ja G26CrMo4 vaikutus hitsausliitoksen lujuuteen teräslevyn S500MC kanssa

Abstract

Valuteräksien avulla voidaan suunnitella monimutkaisia kappaleita. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan kirjallisuuden ja laboratoriokokeiden avulla kahden eri valuteräksen vaikutusta hitsausliitoksen lujuuteen. Hitsausliitos on valittu kuvaamaan rakenteen kriittistä osaa. Hitsausliitoksessa on teräslevy S500MC sekä tutkittavat valuteräkset ovat G24Mn6 QT2 ja G26CrMo4 QT2. Kirjallisuusosiossa on tutkittu valuteräksien kemiallisen koostumuksen vaikutusta materiaalin hitsattavuuteen. Sen lisäksi on tuotu esiin T8/5-jäähtymisajan vaikutusta valuteräksien mikrorakenteen syntyyn hitsin muutosvyöhykkeellä sekä T8/5-jäähtymisaikaan vaikuttavat tekijät.

Hitsausliitokselle tehtiin Vickers HV5-kovuuskoe ja vetokoe hyödyntäen Aramis-mittausta. Kovuuskokeista huomattiin valuteräksien erot karkenevuudessa hitsauksen seurauksena ja lämmöntuonnin vaikutus kovuuden arvoihin. G24Mn6 QT2 valuteräksen kovuuden arvot olivat alhaisemmat kuin G26CrMo4 QT2 valuteräksen. Vetokokeessa valuteräksellä ei ollut vaikutusta murtuman sijaintiin tai murtumatyyppiin. Kaikki vetokoesauvat murtuivat sitkeästi teräslevyn S500MC puolelta. Vetokoekappaleiden murtojännityksen arvot vastasivat S500MC murtojännityksen arvoja. Liitoksen muodonmuutoskyky oli hyvä. Tämän tutkimuksen perusteella G24Mn6 QT2 valuteräs voi korvata käytössä olevan G26CrMo4 QT2 valuteräksen tutkitussa hitsausliitoksessa.

The steel castings can be used to design complex pieces. This thesis explored the effect of two different steel castings on the strength of the welding joint by literature and laboratory tests. The welding joint has been chosen to describe the critical part of the structure. The welding joint is made of steel plate S500MC and the studied steel castings are G24Mn6 QT2 and G26CrMo4 QT2. In the literature section has been studied, the influence of the chemical composition of the steel castings on the weldability of the material. In addition, the effect of T8/5 cooling time on the formation of the microstructure of the steel castings heat affected zone (HAZ) area has been described and effecting factors of the T8/5 cooling time.

The welding joint was made a Vickers HV5 hardness test and a tensile test utilizing Aramis measurement. From the hardness tests, the differences in the steel castings were observed in the degree of hardening and the effect of heat input to the hardness values. G24Mn6 QT2 steel cast hardness values were lower than G26CrMo4 QT2 steel cast. In the tensile test the type of steel casting didn’t have a no effect on fracture location or fracture type. All the tensile specimens broke sharply on the steel plate S500MC side. The tensile stress values corresponded to the S500MC fracture values. The welding joint's deformation abil-ity was good. Based on this study, the G24Mn6 QT2 steel casting can replace the existing G26CrMo4 QT2 steel casting in the studied welding joint.