2. Análise metalográfica do substrato de aço de carbono

A morfologia do vazio no substrato de aço carbono da placa composta antes da filação se assemelha à do material antes do processamento. No entanto, após a fiação a frio, o número e o diâmetro dos vazios aumentam significativamente. Isso ocorre porque, durante a filação a frio, a base de aço carbono sofre endurecimento de trabalho a frio devido a aplicações repetidas de força. Isso leva à acumulação de deslocação e mudanças na estrutura metalográfica. Essas mudanças no tamanho e distribuição do vazio são a principal causa de rasgamento e falha do material.

2.2 Análise metalográfica de soldas de empalme de aço inoxidável

As soldas de empalme na placa de aço inoxidável foram criadas usando soldadura por arco manual de duas faces, resultando em formações de duas faces sem nenhuma soldadura de reparo. A solda no lado ligado à base de aço carbono é a solda secundária, enquanto a solda na superfície da parede interna da cabeça é a solda primária. Um defeito geométrico, menor de 2 mm de tamanho, existe entre as duas soldas devido à penetração insuficiente durante a segunda solda. Este defeito forma uma imperfeição de solda linear contínua ao longo do centro da solda.

Estes defeitos de soldagem tornaram-se pontos de iniciação de rachaduras durante o processo de filação a frio. O aumento adicional desses defeitos revela a iniciação preferencial de rachaduras em suas bordas. Assim, o defeito de soldagem linear na placa de aço inoxidável é identificado como a principal fonte de rasgamento interno na cabeça da placa composta.

2.3 Análise de microscopia eletrônica de varredura (SEM)

A análise SEM das amostras de fraturas revelou que as fraturas de placas compostas de aço inoxidável apresentam uma estrutura de coveira plástica equiaxial característica, indicativa de uma fratura plástica de sobrecarga. Da mesma forma, as fraturas do substrato de aço carbono também mostram uma estrutura de coveira plástica, mas com variações significativas de tamanho. Foram observadas muitas covas anormalmente grandes, que estavam ligadas a inconsistências materiais e vazios na estrutura metalográfica. Estes vazios são uma fonte importante das grandes covas nas fraturas.

Resumo

1. Defeitos de soldagem como fonte de rachaduras
   Os defeitos lineares nas soldas de arco manual duplo-laterais da placa de aço inoxidável, distribuídos ao longo do centro da solda, foram uma fonte crítica de rachaduras durante a fabricação da cabeça de placa composta DN6200. Forças repetidas durante o processo de giração fizeram com que essas rachaduras se propagassem, levando em última análise a falha da cabeça devido à sobrecarga.

2. Cavidades do substrato de aço carbono
   Os inúmeros vazios no substrato de aço carbono foram responsáveis pela formação de covas anormalmente grandes durante fraturas de sobrecarga. Estes vazios contribuem para as propriedades desiguais do material e são áreas onde é mais provável que ocorram rachaduras. O aumento no número e tamanho dos vazios é atribuído principalmente às forças externas repetidas durante o processo de filação a frio, que causaram endurecimento do trabalho a frio, acumulação de deslocação e mudanças na estrutura metalográfica.

3. Recomendações

   • Controle dos vazios:Devem ser feitos esforços para minimizar o número e o tamanho dos vazios no substrato de aço de carbono para reduzir defeitos potenciais exacerbados pelo trabalho a frio.
   • Qualidade de soldagem:A qualidade das soldas de empalme deve ser estritamente controlada. Em particular, durante a soldagem por arco manual de placas de aço inoxidável, a inspeção minuciosa das soldas de empalme é essencial para eliminar defeitos internos ocultos e garantir a integridade confiável da solda.