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Oct 10, 2025

Wie wirkt sich die Wärmebehandlung nach dem-Schweißen auf die mechanischen Eigenschaften der von der Schweißwärme-beeinflussten Zone von Q355NH aus?

1. Reduziert Restspannungen (entscheidend für die strukturelle Sicherheit)

Beim Schweißen entstehen aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung und Abkühlung hohe Eigenspannungen in der WEZ (die Zugspannung erreicht häufig die Streckgrenze des Materials). PWHT (insbesondereSpannungsarmglühenbei 550–620 Grad) lindert 60–80 % dieser Spannungen durch:
 

Durch die atomare Diffusion in der HAZ können interne Spannungsfelder neu angeordnet werden.

Milderung lokaler Hartzonen, um Stresskonzentrationen zu lösen.

 

Dies verringert das Risiko vonverzögertes Knacken(z. B. Kaltrissbildung bei niedrigen Temperaturen) und verhindert Spannungskorrosion in Außenumgebungen, die für die langfristige strukturelle Stabilität von Q355NH von entscheidender Bedeutung sind.

2. Verbessert die Zähigkeit (reduziert die Sprödigkeit)

Die WEZ (insbesondere die grobkörnige Zone nahe der Schmelzlinie) bildet aufgrund der schnellen Abkühlung beim Schweißen spröde Mikrostrukturen (Martensit, Bainit), was die Schlagzähigkeit drastisch verringert. PWHT mildert dies durch:
 

Spannungsarmglühen: Umwandlung von sprödem Martensit in duktiles Ferrit-Perlit, wodurch die Schlagenergie erhöht wird (z. B. von weniger als oder gleich 27 J auf mehr als oder gleich 47 J, was den Standardanforderungen von Q355NH entspricht).

Normalisierung(für starke Kornvergröberung): Verfeinerung übergroßer Körner in der HAZ zu feinem, gleichmäßigem Ferrit-Perlit, was die Zähigkeit und Bruchfestigkeit unter dynamischen Belastungen (z. B. Wind, Vibration) weiter erhöht.

3. Passt die Festigkeit an (gleicht Stärke und Duktilität aus)

Schweißen verursacht häufig zwei festigkeitsbezogene -Probleme in der WEZ:
 

Über-Verhärtung(in der abgeschreckten Zone): Spröder Martensit erhöht die Härte, verringert aber die Duktilität.

Über-Erweichung(in der über-vergüteten Zone): Übermäßiges Erhitzen verringert die Streckgrenze/Zugfestigkeit.

 
PWHT korrigiert dieses Gleichgewicht:
 

Spannungsarmglühen erweicht die über{0}}erweichte Zone (verringert die Härte um 20–30 HV), während die Festigkeit in der über{3}}erweichten Zone-leicht wiederhergestellt wird, wobei die Streckgrenze (~345 MPa) und Zugfestigkeit (470–630 MPa) der HAZ nahe an der des Grundmetalls bleiben.

Durch die Normalisierung kann sich die Gesamtfestigkeit leicht verringern (um 5–10 %), aber die Duktilität wird verbessert (die Dehnung erhöht sich um 2–3 %), was für nicht-hoch-belastete Strukturen akzeptabel ist.

4. Verbessert Duktilität und Plastizität

Die Duktilität (Dehnung, Flächenverkleinerung) der WEZ nimmt aufgrund spröder Mikrostrukturen und Kornvergröberung stark ab. PWHT:
 

Zersetzt spröde Phasen und verfeinert die Körner (durch Normalisierung oder Anlassen), sodass sich die HAZ vor dem Bruch stärker verformen kann.

Typischer Effekt: Die Dehnung der HAZ steigt von ~10 % (nach-Schweißen) auf ~18–22 % (nach PWHT), was der Duktilität des Grundmetalls von Q355NH entspricht-entscheidend für Strukturen, die Energie absorbieren müssen (z. B. seismische Widerstandsfähigkeit).

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