Influence of molybdenum on corrosion and mechanical properties of carbon steel joint welds = Вплив молíбдену на корозíйно-механíчнí властивостí зварювальних з’єднань вуглецевої сталí

Abstract

The results of experimental studies of the molybdenum impurity influence on corrosion and mechanical properties of carbon steel (Grade 20) joint welds are presented in the article. In particular, it has been found that the highest and stable values of the impact strength and resistance properties of cracks (К1s and δs), as well as the resistance to sulfide corrosion cracking of the metal of tubular steel joints, are achieved at a concentration of molybdenum in it from 0,2 to 0,4%, which is realized by putting a molybdenum powder in the electrode coating in the amount of 0,5-1,0%. On the basis of the obtained results an optimal chemical composition of the weld metal was determined which is characterized by a fine-grained structure with a small amount of non-metallic impurities of globular shape. Optimal content of the doping micro-additive - molybdenum should be selected, based on both the influence of molybdenum on the size of structural components, but, most importantly, on its effect on the corrosion and mechanical properties of metal joint weld.

Наведено результати експериментальних досліджень впливу молібденової домішки на корозійно-механічні властивості наплавленого металу зварювальних з’єднань вуглецевої сталі марки 20. Встановлено, що найбільш високі й стабільні значення ударної в’язкості й характеристик спротиву розвитку тріщин (К1с і δс), а також стійкості проти сульфідного корозійного розтріскування метала шва трубних сталей досягаються при концентрації молібдену в ньому від 0,2 до 0,4%, яка реалізується вводом в електродне покриття молібденового порошку в кількості 0.5-1.0%. На базі отриманих результатів визначено оптимальний хімічний склад наплавленого метала, який характеризується дрібнозернистою структурою з незначною кількістю неметалевих вкраплень глобулярної форми. Такий хімічний і структурний склад зварювального шва реалізується оптимальним вмістом і співвідношенням феросплавів (FeMn, FeSi і FeTi) в електродному покритті. Оптимальний вміст легуючої мікродобавки – молібдену слід вибирати, виходячи одночасно не лише з впливу молібдену на розмір структурних складових, але, головне, з її впливу на корозійно-механічні властивості метала зварювального шва. Покращення механічних властивостей, зокрема, ударної в’язкості і параметрів в’язкості руйнування метала шва, легованого молібденом, можна пояснити його сприятливим впливом на структурну та хімічну неоднорідність наплавленого метала. Для оцінювання ступеню цього впливу стосовно електродів з основним покриттям, проведено дослідження сучасними методами металографічного аналізу. Порівняння даних структурного та мікрорентгеноспектрального аналізу дозволяє передбачити, що покращення пластичних властивостей метала шва при легуванні молібденом зв’язано з тим, що молібден зміщає область γ – α -перетворення вбік більш низьких температур, сприяючи тим самим утворенню достатньо дисперсної та однорідної структури нижнього бейніту з мінімальною шириною доевтектойдної феритної оторочки.