炭素当量（Ceq）は、Q390B の溶接性と低温割れのリスクを評価するための最も重要なパラメータです。
1. Q390B の炭素当量 (Ceq) 範囲
Q390B の Ceq は、固定された単一の値ではなく、規格によって設定された定義済みの最大許容限度です。商業的に生産される鋼におけるその典型的/実際の範囲は、GB/T 1591-2018 の化学組成制限から導出されます。
一部のメーカーは、溶接性を向上させるために下限値 (約 0.44 ～ 0.46%) を目指す場合がありますが、他のメーカーは、低コストの合金で強度目標を確実に達成するために限界に向かって努力する場合があります。
キーポイント:Q390B を調達する場合、実際の Ceq 値をミルテスト証明書に記載する必要があります。一般的な範囲に依存しないでください。提供された値を溶接手順の計算に使用します。
2. Ceq が低温割れ感受性にどのように影響するか
低温割れ（水素誘起割れまたは遅延割れとも呼ばれる）は、Q390B などの高強度、低合金鋼を溶接する際の大きなリスクです。{0}{1}{2} Ceq は、次のメカニズムを通じてこのリスクを直接予測します。
リンク: Ceq → 焼入性 → 微細構造 → 感受性
高Ceq → 高焼入性：
Ceq 式は、急速冷却時に硬質相を形成する鋼の能力を概算します。式内の各要素は、時間-温度-変態（TTT）図を右にシフトすることに寄与します。これは、遅い冷却速度でもマルテンサイトが形成されることを意味します。
急冷 → 硬質マルテンサイトの形成：
溶接中、熱影響部（HAZ）は高温に加熱され、その後周囲の冷たい母材によって急速に冷却されます。 Ceq が高い場合、HAZ は柔らかいフェライト/パーライトではなく、硬くて脆いマルテンサイトに変化します。
マルテンサイト + 水素 + 応力=冷間割れ:
これは、冷間亀裂の古典的な「3 要素」モデルです。-
感受性のある微細構造 (マルテンサイト):高 Ceq によって提供されます。マルテンサイトは靭性が低く、非常に亀裂が発生しやすい性質があります。
水素(H):溶接フラックス中の水分、シールドガス、またはプレート表面の汚染物質から侵入します。
引張応力:熱収縮や接合拘束が避けられません。
水素原子は応力マルテンサイト HAZ に拡散し蓄積します。重要な組み合わせに達すると、多くの場合、溶接後数時間または数日後に脆性亀裂が伝播します (「遅延」亀裂)。
Q390B 溶接の実際的な意味
Q390B の Ceq (0.44-0.49%) は軟鋼の Ceq (たとえば、Q235 の約 0.35%) よりも大幅に高く、Q355B よりも中程度高いため、厳密な溶接手順については交渉の余地がありません。
| Ceq (IIW) 範囲 | Q390B の溶接手順への影響 |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15mm）。水素源の厳密な管理が必要。 |
| ~0.47 - 0.49% | ハイリスク。より高い予熱/パス間温度が必要です。超低水素電極の使用が必要になる場合があります-（<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
必要な緩和策:
予熱およびパス間温度制御:これが主なコントロールです。予熱により冷却速度が遅くなり、HAZ はマルテンサイトではなく、より柔らかく延性の高い微細構造 (ベイナイトなど) に変化します。必要な予熱温度 (例: 80 度 - 150 度) は、実際のCeqと板厚.
超低水素の実践:{0}
低{0}}水素（H4）または極低水素（H5、H10）-に分類された溶接材料を使用してください。
メーカーの仕様に従って厳密に電極をベーキングします。
ワークピースを完全に乾燥した状態に保ちます (湿気、氷、錆びがないように)。
最適な熱入力:熱入力を認定範囲内に維持してください。低すぎると急速冷却とマルテンサイトが促進されます。高すぎると、HAZ 粒が過度に粗大化し、靭性が低下する可能性があります。
-溶接後熱処理 (PWHT): For thick sections (often >30 ～ 40mm) または高度に拘束された接合部では、マルテンサイトを焼き戻し、水素を拡散させ、応力を緩和するために応力除去ベーク (例: 550 ～ 600 度) が使用されます。
溶接施工資格 (WPQR):手順認定テストには、HAZ を横切る硬度を測定して、安全限界 (通常 350 HV10) を超えていないこと、および亀裂が存在しないことを確認する必要があります。
まとめ
Q390B の炭素当量 (Ceq) (通常 0.44-0.49%) は、溶接 HAZ に硬く亀裂に敏感なマルテンサイトを形成する傾向を直接定量的に示すものです。-低強度グレードと比較してこの高い Ceq は、根本的に冷間割れに対する感受性を高めます。-したがって、Q390B の溶接には、特定の Ceq 値と厚さに合わせてパラメータを調整した、厳密に制御された低水素手順と必須の予熱が必要です。{9}}この関係を無視すると、高張力鋼構造における致命的な溶接破損の最も一般的な原因になります。