---
title: "A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája"
description: "A hőhatásövezet (HAZ) a hőtörténetek fokozatosan változó térképe, nem pedig egységes sáv."
canonical: https://steelequivalents.com/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja
language: hu
robots: index, follow
og_type: article
type: wiki-article
language_alternates:
  en: https://steelequivalents.com/wiki/heat-treatment/steel-weld-heat-affected-zone-metallurgy.md
  cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/tepelné-zpracování/metalurgie-tepelně-ovlivněné-oblasti-ocelového-svaru.md
  de: https://steelequivalents.com/de/wiki/wärmebehandlung/metallurgie-der-wärmeeinflusszone-beim-stahlschweißen.md
  es: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-térmico/metalurgia-de-la-zona-afectada-por-el-calor-en-soldaduras-de-acero.md
  fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/traitement-thermique/métallurgie-de-la-zone-affectée-par-la-chaleur-lors-du-soudage-de-l-acier.md
  hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja.md
  it: https://steelequivalents.com/it/wiki/trattamento-termico/metallurgia-della-zona-termicamente-alterata-nella-saldatura-dell-acciaio.md
  nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/warmtebehandeling/metallurgie-van-de-warmte-beïnvloede-zone-bij-het-lassen-van-staal.md
  pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/obróbka-cieplna/metalurgia-strefy-wpływu-ciepła-podczas-spawania-stali.md
  pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/tratamento-térmico/metalurgia-da-zona-afetada-pelo-calor-da-soldadura-do-aço.md
  ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/термическая-обработка/металлургия-зоны-термического-влияния-при-сварке-стали.md
  tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/ısıl-işlem/çelik-kaynağında-isıdan-etkilenen-bölgenin-metalurjisi.md
  zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/热处理/钢焊缝热影响区冶金学.md
  ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/熱処理/鋼材溶接熱影響部の冶金学.md
  ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/المعالجة-الحرارية/علم-معادن-المنطقة-المتأثرة-بالحرارة-في-لحام-الفولاذ.md
  ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/열처리/강재-용접-열영향부-야금.md
  pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/tratamento-térmico/metalurgia-da-zona-afetada-pelo-calor-na-soldagem-do-aço.md
  hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/ऊष्मा-उपचार/इस्पात-वेल्ड-के-ऊष्मा-प्रभावित-क्षेत्र-का-धातुकर्म.md
content_hash: sha256:f36f3e311018fcf93637eb93ea953665658c6070b4ec7d20c4c93f25b95f57c9
generated: 2026-09-26
---

> **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page,
> served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML.
> Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja
> Canonical URL: https://steelequivalents.com/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja
> Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi
> Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything
> below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real
> content change; `generated` moves on every render and is not a change signal.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/796b2138-93f3-4df9-8f62-9924a1238e85/wiki-hero-a-transverse-steel-weld-cross-section-showing-the-fusion-zone-fusion-boundary-co-1920x823.jpg)

Hőkezelés

# A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája

A hőhatásövezet (HAZ) a hőtörténetek fokozatosan változó térképe, nem pedig egységes sáv.

![Anders Bergström acélipari tudósító portréja](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg)

 **[Anders Bergström](/hu/hirek/szerzo/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Hőkezelés 60+ perces olvasás Frissítve 2026. aug. 15. Bizonyítékalapú felülvizsgálat

  Ezen az oldalonEzen az oldalon

- [1. Mi a hőhatásövezet – és mi nem az](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#1-mi-a-hőhatásövezet-és-mi-nem-az "1. Mi a hőhatásövezet – és mi nem az")
- [2. Hőciklusok: csúcshőmérséklet, hevítési sebesség és lehűlési idő](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#2-hőciklusok-csúcshőmérséklet-hevítési-sebesség-és-lehűlési-idő "2. Hőciklusok: csúcshőmérséklet, hevítési sebesség és lehűlési idő")
- [3. Az ausztenitesítés és a HAZ hagyományos részzónái](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#3-az-ausztenitesítés-és-a-haz-hagyományos-részzónái "3. Az ausztenitesítés és a HAZ hagyományos részzónái")
- [4. Átalakulási termékek és a HAZ mikroszerkezete](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#4-átalakulási-termékek-és-a-haz-mikroszerkezete "4. Átalakulási termékek és a HAZ mikroszerkezete")
- [5. Keménység, szívósság és szilárdság a HAZ teljes területén](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#5-keménység-szívósság-és-szilárdság-a-haz-teljes-területén "5. Keménység, szívósság és szilárdság a HAZ teljes területén")
- [6. HAZ-repedési mechanizmusok szénacélokban és gyengén ötvözött acélokban](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#6-haz-repedési-mechanizmusok-szénacélokban-és-gyengén-ötvözött-acélokban "6. HAZ-repedési mechanizmusok szénacélokban és gyengén ötvözött acélokban")
- [7. Előmelegítés, rétegközi hőmérséklet-szabályozás és hegesztési eljárásváltozók](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#7-előmelegítés-rétegközi-hőmérséklet-szabályozás-és-hegesztési-eljárásváltozók "7. Előmelegítés, rétegközi hőmérséklet-szabályozás és hegesztési eljárásváltozók")
- [8. Többmenetes hegesztés: újramelegítés, megeresztés és a HAZ átfedése](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#8-többmenetes-hegesztés-újramelegítés-megeresztés-és-a-haz-átfedése "8. Többmenetes hegesztés: újramelegítés, megeresztés és a HAZ átfedése")
- [9. A Grade 91 és az IV-es típusú repedés](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#9-a-grade-91-és-az-iv-es-típusú-repedés "9. A Grade 91 és az IV-es típusú repedés")
- [10. A HAZ korróziója és környezet által elősegített repedése](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#10-a-haz-korróziója-és-környezet-által-elősegített-repedése "10. A HAZ korróziója és környezet által elősegített repedése")
- [11. A HAZ vizsgálata és tulajdonságjellemzése](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#11-a-haz-vizsgálata-és-tulajdonságjellemzése "11. A HAZ vizsgálata és tulajdonságjellemzése")
- [12. Hegesztési szabványok és eljárásminősítések értelmezése](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#12-hegesztési-szabványok-és-eljárásminősítések-értelmezése "12. Hegesztési szabványok és eljárásminősítések értelmezése")
- [13. Gyakorlati metallurgiai keretrendszer a HAZ diagnosztikájához](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#13-gyakorlati-metallurgiai-keretrendszer-a-haz-diagnosztikájához "13. Gyakorlati metallurgiai keretrendszer a HAZ diagnosztikájához")
- [14. Összegzés: Miért szabályozza a HAZ metallurgiája a hegesztett acél teljesítményét?](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#14-összegzés-miért-szabályozza-a-haz-metallurgiája-a-hegesztett-acél-teljesítményét "14. Összegzés: Miért szabályozza a HAZ metallurgiája a hegesztett acél teljesítményét?")

## 1. Mi a hőhatásövezet – és mi nem az

### Meghatározása az ömledékzónához és az érintetlen alapfémhez viszonyítva

A hőhatásövezet (HAZ) az alapfém azon része, amelynek mikroszerkezetét, tulajdonságait vagy mindkettőt a hegesztési hő megváltoztatta, miközben maga az anyag nem olvadt meg. Az ömledékhatár és az érintetlen alapfém között helyezkedik el. Az ömledékzóna ettől eltérő: ez az a hegesztési fém, amely folyékony halmazállapotúvá vált, összekeveredett az esetlegesen megolvadt alapanyaggal, majd megszilárdult. Szerkezetét elsősorban a megszilárdulási körülmények, a hígulás, a hegesztési fém összetétele és az azt követő lehűlés határozza meg.

Ez a határ metallurgiai jellegű, nem pusztán vizuális. A maratás feltárhat egy ömledékvonalat, a HAZ azonban ezen túl is kiterjed, mivel a hő a lemezbe, csőbe vagy szerelvénybe is továbbterjed. Az ömledékhatáron közvetlenül kívül található fém hőmérséklete elérhette a felső kritikus tartomány feletti értéket, és lehűlés előtt teljes egészében ausztenitté alakulhatott. Távolabb a csúcshőmérséklet csak a meglévő szemcsék finomításához, a szerkezet részleges átalakulásához, a martenzit megeresztéséhez vagy a karbidok durvulásához lehetett elegendő. Még távolabb a hőmérséklet már túl alacsony lehetett ahhoz, hogy mérhető változást okozzon.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/8fb86a13-d1d2-4bec-93e6-674197b88553/wiki-inline-a-steel-plate-beside-a-weld-showing-nested-peak-temperature-contours-and-corresp-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/8fb86a13-d1d2-4bec-93e6-674197b88553/wiki-inline-a-steel-plate-beside-a-weld-showing-nested-peak-temperature-contours-and-corresp-1920x1094.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Distance from the weld corresponds to falling peak temperature, but the boundaries shift with the procedure.

A HAZ tehát sem hegesztési fém, sem érintetlen alapanyag. Eredeti helyén maradt, termikusan módosult alapanyag. Kémiai összetétele általában megegyezik az alapacéléval, bár az ömledékhatár közelében a helyi megolvadás, a szegregáció, az oxidáció, a szénvándorlás vagy a bevonattal való kölcsönhatás bonyolíthatja ezt a leírást.

#### Termikus ciklusváltozók

Csúcshőmérséklet

Meghatározza, hogy bekövetkezhet-e olvadás, teljes ausztenitesedés, részleges átalakulás vagy megeresztődés.

Felfűtési sebesség

Módosítja a diffúzióra, a karbidok oldódására és az ausztenitképződésre rendelkezésre álló időt.

Lehűlési sebesség

Szabályozza a ferrit, perlit, bainit és martenzit képződése közötti versengést.

Újrahevítési előzmények

A későbbi menetek során megeresztődést, finomodást, részleges újraausztenitesedést vagy túleresztődést idézhet elő.

### Miért hőtörténeti térkép a HAZ, és nem egyetlen anyag

A hagyományos ferrites acélok HAZ-alegységeinek leírására használt kapcsolódó terminológia.
| TWI-terminológia | NIST-féle csővezetékacél-terminológia | A termikus igénybevétel meghatározása |
|---|---|---|
| Szemcsedurvult | Durvaszemcsés | Ac3 felett, jelentős ausztenitszemcsenövekedéssel |
| Szemcsefinomodott | Finomszemcsés | Ac3 felett, azonos mértékű szemcsenövekedés nélkül |
| Részlegesen átalakult vagy interkritikus | Interkritikus | Ac1 és Ac3 között; részleges ausztenitesedés |
| Megeresztett | Túleresztett | Ac1 alatt; lágyulás, illetve a kiválások és karbidok durvulása |

Egy gyakran használt ábra a HAZ-t keskeny, egyenletes sávként ábrázolja a hegesztés mellett. Ez a szemléltetés hasznos a helyének meghatározására, de félrevezető a metallurgiai jellemzése szempontjából. A HAZ minden pontja eltérő hőmérséklet–idő ciklust rögzít. A csúcshőmérséklet, a magas hőmérsékleten eltöltött idő, a felhevülési sebesség, a lehűlési sebesség és a hőciklusok száma határozza meg, hogy mely reakciók mehetnek végbe.

A TWI a hagyományos acélok HAZ-régióit szemcsedurvult, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult és megeresztett zónaként írja le, a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján osztályozva. A National Institute of Standards and Technology egyik jelentésében szereplő, csővezeték-acélokra vonatkozó osztályozás a szorosan kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhegesztett, illetve túlzottan megeresztett zóna megnevezéseket használja. Ezek nem külön rétegekben lerakott, eltérő ötvözetek. Ugyanazon eredeti acélon belüli gradiensekről van szó.

A szemcsedurvult HAZ-ban a csúcshőmérséklet elegendően magas ahhoz, hogy az ausztenitszemcsék jelentősen növekedjenek. Lehűléskor ezek a nagy, korábbi ausztenitszemcsék az összetételtől és a lehűlési körülményektől függően durva átalakulási szerkezet kialakulásához vezethetnek, amelynek kisebb lehet a hasadási töréssel szembeni ellenállása. A szemcsefinomodott, vagy finomszemcsés HAZ eléri az ausztenitesedési tartományt, de alacsonyabb csúcshőmérsékleten vagy rövidebb effektív időtartam alatt; átkristályosodás vagy ausztenitképződés megy végbe anélkül, hogy a szemcsék ugyanilyen mértékben növekednének.

A ferrites acél HAZ-ának mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon belüli lehűlési sebességtől, az acél kémiai összetételétől és edzhetőségétől, valamint a korábbi ausztenitszemcse-mérettől függ. Strong evidence

#### A HAZ szerkezete nem következtethető ki kizárólag a csúcshőmérsékletből

A lehűlési sebesség, a kémiai összetétel, az edzhetőség, a korábbi ausztenitszemcse-méret és az újrahevítési ciklusok hasonló csúcshőmérsékletű helyeken is eltérő szerkezeteket hozhatnak létre.

A részlegesen átalakult vagy interkritikus HAZ az alsó és felső kritikus átalakulási hőmérséklet közötti hőmérsékletet éri el. Az eredeti szerkezetnek csak egy része alakul ausztenitté. Lehűlés során ez az ausztenit új ferritet, bainitet vagy martenzitet képezhet, miközben az át nem alakult területek megőrzik korábbi állapotukat, és azt módosíthatják is. Megeresztett vagy túlzottan megeresztett zónában a csúcshőmérséklet a teljes ausztenitesedés alatt marad, de elég magas ahhoz, hogy a szilárdságnövelő kiválások és karbidok meglágyuljanak vagy durvuljanak. Ez a régió különösen fontos az edzett és megeresztett acélok, valamint a kúszásálló ötvözetek esetében.

A fontos változó nem önmagában a csúcshőmérséklet. A TWI szerint a ferrites acélok HAZ-mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon belüli lehűlési sebességtől, az acél összetételétől és edzhetőségétől, valamint a korábbi ausztenitszemcse-mérettől függ. Egy megfelelő szén- és ötvözőtartalmú, kellő edzhetőségű kisötvözött acél gyors lehűlés során kemény bainitet vagy martenzitet képezhet, míg egy ugyanezen hőciklusnak kitett, kisebb edzhetőségű acél ferritet és perlitet alakíthat ki. A névleges acélminőség nem változott meg, a helyi szerkezet és tulajdonságok azonban igen.

A HAZ alakját meghatározó szakaszokat bemutató egyszerűsített termikus előzmény.

Δt8/5 **Δt8/5** A hegesztett szerkezet egy adott pontjának 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléséhez szükséges eltelt idő; hasznos átalakulási tartományt jellemző mutató, de nem írja le a teljes termikus előzményt.

Ezért a HAZ keménysége, szívóssága, maradó feszültsége és repedésre való hajlama nem határozható meg egyetlen acélminőség-jelölés alapján. A hegesztőáram, az ívfeszültség, a hegesztési sebesség, a kötés geometriája, a lemezvastagság, az előmelegítés, a közbenső réteghőmérséklet, a befogás és a többrétegű hegesztés sorrendje mind módosítja a hőciklust. Az EN 1011-2 iránymutatást ad a ferrites acélok – a ferrites rozsdamentes acélok kivételével – ívhegesztéséhez, mivel ezeket a változókat az acél összetételével és hegeszthetőségével összefüggésben kell szabályozni, nem pedig jelentéktelen beállításokként kezelni.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/8fb86a13-d1d2-4bec-93e6-674197b88553/wiki-inline-a-steel-plate-beside-a-weld-showing-nested-peak-temperature-contours-and-corresp-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/8fb86a13-d1d2-4bec-93e6-674197b88553/wiki-inline-a-steel-plate-beside-a-weld-showing-nested-peak-temperature-contours-and-corresp-1920x1094.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Distance from the weld corresponds to falling peak temperature, but the boundaries shift with the procedure.

A lehűlést gyakran a Δt8/5 értékével jellemzik, amely azt az időt jelenti, amely alatt egy adott hely 800 °C-ról 500 °C-ra hűl le. Ez az időtartam sok ferrites acél esetében gyakorlati mérőszám, mert az ausztenitből ferritté, bainitté vagy martenzitté történő átalakulási tartomány jelentős részét átfogja. A csővezetékekre vonatkozó NIST-jelentés a Δt8/5 értékét a hőbevitelhez, a kémiai összetételhez, a hegesztéstől mért távolsághoz és a falvastagsághoz kapcsolja. Hasznos jellemző, de nem a HAZ teljes körű „személyi igazolványa”: két pontnak lehet hasonló Δt8/5 értéke, miközben eltérhet a csúcshőmérsékletük, a korábbi ausztenitszemcse-méretük vagy az újrahevítési ciklusaik száma.

### Hogyan határozza meg a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság a zónákat

A hegesztési változók a helyi HAZ termikus ciklusát módosítják, nem csupán annak látható szélességét.
| Technológiai változó | Jellemző termikus hatás | Lehetséges HAZ-következmény |
|---|---|---|
| Nagyobb hőbevitel | Szélesebb termikus tér és hosszabb hőhatás | Nagyobb szemcsenövekedés és hosszabb lehűlési idő |
| Előmelegítés | Magasabb kiindulási hőmérséklet és kisebb hőmérséklet-gradiens | Általában hosszabb lehűlési idő és nagyobb hidrogéneltávozás |
| Nagyobb vastagság | Eltérő háromdimenziós hőáramlás | A vékony anyaghoz képest megváltozott lehűlési válasz |
| Többmenetes sorrend | További, egymást átfedő termikus ciklusok | Megeresztődés, finomodás, részleges újraausztenitesedés vagy túleresztődés |

A hőforrástól mért távolsággal a hőmérséklet csökken, ez a csökkenés azonban sem nem pillanatszerű, sem nem tökéletesen egyenletes. Az ömledékhatár azt a helyet jelöli, ahol a helyi csúcshőmérséklet elérte a likvidusz-hőmérsékletet. Közvetlenül ezen kívül a csúcshőmérséklet még elegendően magas a szemcsedurvult HAZ kialakulásához. Kifelé haladva a csúcshőmérsékletek áthaladnak a szemcsefinomodási és az interkritikus tartományon, majd elérik a megeresztési tartományt, mielőtt olyan alacsonnyá válnának, hogy az acélban már ne okozzanak kimutatható változást.

#### Tönkremeneteli mechanizmusok elhelyezkedés szerint

- **Hidrogén okozta repedés** Jellemzően az oldható hidrogén és húzófeszültség jelenlétében lévő, arra érzékeny, kemény HAZ-t érinti.
- **Likvidációs repedés** Helyileg megolvadt HAZ-szemcsehatárokban vagy szegregált tartományokban alakul ki.
- **Dermedési repedés** Elsősorban a dermedő hegesztett fémben, nem pedig a meg nem olvadt HAZ-ban alakul ki.
- **Lemezlamellás szakadás** A lemez vastagságán átmenő alakváltozással és zárványokra érzékeny lemezzel kapcsolatos.
- **Újrahevítési repedés** Az arra érzékeny ötvözetek későbbi hevítése vagy magas hőmérsékletű üzeme során alakul ki.

\[1\] \[1\] [**Grade 91 Type IV cracking and simulated HAZ thermal cycles**](https://www.asminternational.org/). ASM International, Electric Power Research Institute. ASM International and EPRI proceedings, 2016.Ezek a határok a hegesztési eljárás megváltozásakor eltolódnak. A nagyobb hőbevitel általában kiterjeszti a hőteret, és meghosszabbítja a szemcsenövekedéshez és az átalakuláshoz rendelkezésre álló időt. Az előmelegítés megemeli a kiindulási hőmérsékletet, és rendszerint növeli a lehűlési időt. A vastag keresztmetszet másképpen vezeti el a hőt, mint a vékony. Egy következő réteg újrahevítheti a korábbi HAZ-t, így az első hőcikluson belül vagy annak szomszédságában új finomszemcsés vagy interkritikus régió jöhet létre. Ezt követően a hegesztés utáni hőkezelés (PWHT) több régióban egyidejűleg megeresztheti a martenzitet, csökkentheti a feszültséget és módosíthatja a kiválásokat.

A következmények súlyosak lehetnek anélkül, hogy egyenletesen jelentkeznének. A Grade 91 acél, amely kúszásálló martenzites ötvözet, hajlamos a IV. típusú repedésre az alapfém HAZ-jában, különösen a finomszemcsés és interkritikus régiókban. Az ASM International és az EPRI 2016-ban beszámolt erről a hajlamról; szimulált hőciklusok azt is kimutatták, hogy a ferritképződés az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot. A veszélyeztetett hely tehát nem egyszerűen „a hegesztés”, hanem az alapfém egy meghatározott, átalakult része. \[2\] \[2\] [**Supermartensitic stainless-steel weld HAZ microstructures and environmental cracking**](https://www.twi-global.com/). TWI. TWI study, 2002.

A HAZ metallurgiája a törésen kívüli károsodási folyamatokat is szabályozza. A hidrogén okozta repedésnek, a likvációs repedésnek, a lamelláris tépődésnek és az újramelegítési repedésnek eltérő okai és helyei vannak; a megszilárdulási repedés elsősorban a megszilárduló ömledékzónához tartozik, és nem automatikusan a HAZ-hoz. Az ESDEP a HAZ likvációs repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegítési repedést a szerkezeti acélok hegeszthetőségének fő problémái között azonosítja. Ha minden hegesztési folytonossági hibát „HAZ-repedésnek” nevezünk, elfedjük a mögöttes mechanizmust.

A korróziós viselkedés ugyanezt a térbeli logikát követi. A TWI 2002-ben készült, szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztési varratait vizsgáló tanulmánya a HAZ-mikroszerkezeteket a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a következő hegesztési rétegek általi újrahevítéssel és a PWHT-val összefüggésben vizsgálta. A helyi megeresztés, az újonnan kialakult martenzit, a kiválások változásai és az összetételbeli hatások miatt a szomszédos HAZ-régiók üzemi körülmények között eltérően viselkedhetnek. Az ISO 13916:2025 előírja az előmelegítési, közbenső réteg- és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését ömlesztőhegesztés során, a PWHT hőmérsékletének mérését azonban kizárja. Ez a megkülönböztetés azért lényeges, mert mind a hegesztés, mind a későbbi újramelegítés hozzájárul a HAZ hőtörténeti térképéhez.

## 2. Hőciklusok: csúcshőmérséklet, hevítési sebesség és lehűlési idő

A hőtörténet a HAZ metallurgiájának szervezőelve. A hegesztés nem teszi ki az összes szomszédos alapfémet ugyanannak a hőmérsékletnek ugyanazon időtartamra. Minden pont a saját ciklusát követi: gyors felhevülés, csúcshőmérséklet, a kritikus átalakulási hőmérsékletek feletti tartózkodási idő, valamint az idővel folyamatosan változó sebességű lehűlés. A HAZ ezért térben fokozatosan változó tartomány, nem pedig homogén sáv. Helyi szerkezete a csúcshőmérséklet, a hevítési sebesség, a lehűlési sebesség, az acél kémiai összetétele, az eredeti ausztenitszemcse-méret, a befogás és a későbbi újramelegítés együttes hatásától függ.

A hagyományos acélok esetében a TWI a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján szemcsedurvult, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult vagy interkritikus, valamint megeresztett zónákat különböztet meg. A csővezeték-acélokról szóló NIST-jelentés ehhez kapcsolódóan durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhegesztett zónákat nevez meg. Ezek a határok metallurgiai leírások, nem pedig minden hegesztésre érvényes, rögzített távolságok. Az ívenergia, a kötés geometriája, a lemezvastagság vagy a haladási sebesség megváltozása eltolja ezeket a határokat.

### A csúcshőmérséklet gradiensei a HAZ-ban

A legmagasabb csúcshőmérséklet közvetlenül a beolvadási határ mellett alakul ki. A szemcsedurvult HAZ-ban a fém olyan magas hőmérsékletre hevül, amely elegendő az ausztenit kialakulásához és az ausztenitszemcsék jelentős növekedésének elősegítéséhez, mielőtt lehűlés közben végbemegy az átalakulás. A durva, eredeti ausztenitszemcsékből álló szerkezet módosíthatja a lehűlés során kialakuló termékeket, és csökkentheti a helyi szívósságot még akkor is, ha maga a hegesztett fém megfelel a vonatkozó követelményeknek.

A beolvadási határtól távolodva a csúcshőmérséklet csökken. A szemcsefinomodott HAZ az ausztenites átalakulási tartomány fölé hevül, de nem ugyanannyi ideig és nem ugyanazon a hőmérsékleten, mint a durvaszemcsés tartomány, ezért az újrakristályosodott ausztenitszemcsék kisebbek maradnak. Az interkritikus HAZ-ban az eredeti ferrit-perlites, bainitos vagy megeresztett szerkezetnek csak egy része alakul át ausztenitté. Az át nem alakult területek az újonnan kialakult ausztenit mellett helyezkednek el, majd a lehűlés során eltérő alkotóelemeket vesznek fel. Még távolabb a csúcshőmérséklet a kisebb kritikus átalakulási hőmérséklet alatt maradhat. Ilyenkor a fém az edzett és megeresztett acélokban átalakulás helyett megeresztődik vagy túlmegeresztődik, ami csökkentheti a keménységet és a szilárdságot.

A hőmérséklet-gradiens egyben időgradiens is. A beolvadási határhoz közeli pont gyorsan éri el a magasabb csúcshőmérsékletet, és hosszabb ideig maradhat az ausztenitképződés kezdeti vagy befejező hőmérséklete felett, mint egy távolabbi pont. A hevítési sebesség azért fontos, mert az átalakulási kinetikát nem kizárólag a csúcshőmérséklet határozza meg. A gyors hevítés késleltetheti a diffúzióvezérelt reakciókat, és módosíthatja a rövid idejű hőhatás során átalakuló anyag mennyiségét. A lassabb ciklus lehetővé teszi, hogy a szén újraeloszlása, a karbidok oldódása és a szemcsenövekedés előrehaladottabb legyen.

Ezért alakulhat ki eltérő mikroszerkezet két olyan helyen is, ahol a csúcshőmérséklet hasonló. A TWI szerint a HAZ mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon keresztüli lehűlési sebességtől, az acél összetételétől és edzhetőségétől, valamint az eredeti ausztenitszemcse-mérettől függ. A keménység növekedhet ott, ahol a gyors lehűlés martenzitet vagy kemény bainitet eredményez, miközben a szívósság csökkenhet a durva szemcsék, a rideg alkotóelemek vagy a helyi széndúsulás miatt. Ezzel szemben a lassú ciklus lágyabb ferrit-perlites vagy megeresztett szerkezeteket hozhat létre, a túlzott lágyulás azonban szilárdsági minimumot alakíthat ki a keményebb tartományok mellett.

### A Δt8/5 jelentése és korlátai

A Δt8/5 jelölés, amelyet gyakran Δt8/5 vagy t8/5 formában írnak, a 800 °C és 500 °C közötti lehűléshez szükséges eltelt időt jelenti. Gyakorlati hegesztési paraméter, mivel ez az időintervallum a ferrites acélokban gyakran átfedésben van az ausztenit fontos bomlási reakcióival. A rövid Δt8/5 általában gyors lehűlésre utal, és növeli a martenzites vagy kemény bainitos termékek kialakulásának lehetőségét arra hajlamos összetétel esetén. A hosszú Δt8/5 általában több diffúziós átalakulást tesz lehetővé, és lágyabb ferrites vagy bainitos szerkezetek kialakulása felé hat. A tényleges eredmény továbbra is az acéltól függ.

A csővezeték-acélokról szóló NIST-jelentés a Δt8/5 értékét kifejezetten a hőbevitelhez, a kémiai összetételhez, a hegesztéstől mért távolsághoz és a falvastagsághoz kapcsolja. Ez az összefüggés alapvető fontosságú: a hőbevitel módosítja a hőteret, a kémiai összetétel megváltoztatja az átalakulási kinetikát, a távolság módosítja a helyi csúcshőmérsékletet és a hőáramlást, a falvastagság pedig befolyásolja a hő kötésből való távozásának lehetséges útvonalait. Egy vastagabb keresztmetszet másképpen vonhatja el a hőt, mint egy vékony lemez, miközben a befogott kötés, a hátoldali megtámasztás vagy egy közeli hegesztési varrat is módosíthatja a termikus peremfeltételeket.

A Δt8/5 nem teljes hőtörténet. Egy hűlési görbét egyetlen időintervallumba sűrít, és keveset mond a hevítési sebességről, a pontos csúcshőmérsékletről, az ausztenitképződés befejező hőmérséklete feletti időről vagy a 800 °C alatti lehűlésről. Két ciklusnak lehet azonos Δt8/5 értéke, miközben eltérő csúcshőmérsékletet és eltérő eredeti ausztenitszemcse-méretet eredményeznek. Emiatt eltérő arányban alakulhat ki martenzit, bainit, ferrit vagy perlit. A paraméter jelentése azokban a tartományokban is korlátozott, amelyek soha nem érik el az ausztenitesedési hőmérsékletet, továbbá egyes rozsdamentes acélok esetében, amelyek átalakulásai eltérnek a szén-mangán acélokétól, valamint az újramelegített tartományokban, ahol az eredeti szerkezet már módosult.

Ezért a Δt8/5 értékének támogatnia kell, nem pedig helyettesítenie a metallográfiai vizsgálatot, a keménységtérképezést és a megfelelő folyamatos hűtési átalakulási vizsgálatot vagy hegesztési hőciklus-szimulációt. Ez egy szabályozási változó, nem pedig univerzális mikroszerkezet-előrejelző.

### Hőbevitel, lemezvastagság, befogás és többrétegű újramelegítés

A névleges hőbevitelt általában a hegesztőáram, a feszültség és a haladási sebesség alapján számítják ki, szükség esetén hatásfoktényező alkalmazásával. A hőbevitel az egységnyi hosszra jutó bevitt energiát írja le, de nem határozza meg egyértelműen a helyi HAZ-ciklust. Ugyanaz a névleges érték eltérő hőtereket hozhat létre vastag, befogott kötésben, vékony lemezen, nagy hőelnyelő képességű csőben vagy előmelegített kötésben. A varrat alakja, az ív hatásfoka, a rétegek közötti hőmérséklet, a kötés-előkészítés, valamint a hőelvezetés a leszorítókba vagy a hátoldali megtámasztásba szintén fontos.

A kémiai összetétel módosítja az adott ciklusra adott választ. A szén-egyenérték, az ötvözőadalékok és az edzhetőség határozza meg, hogy az ausztenit milyen könnyen alakul át martenzitté vagy bainitté lehűlés közben. Egy ugyanolyan mért Δt8/5 értékű, kis ötvözésű acél keményebb HAZ-t alakíthat ki, mint egy kisebb edzhetőségű acél. A korábbi hőhatás szintén számít. A megeresztett martenzit, a normalizált ferrit-perlit és a bainitos csővezeték-acél nem ugyanabból a mikroszerkezeti állapotból kezdi az új ciklust.

A lemez- vagy falvastagság három dimenzióban módosítja a hőáramlást. A vékony anyag gyorsan veszíthet hőt a felületein keresztül, míg a vastag keresztmetszet több hőt tárol, és a hegesztés előrehaladtával eltérően hűlhet. Az előmelegítés csökkenti a hőmérséklet-gradienst, és rendszerint meghosszabbítja a lehűlési időt. A befogás nem csupán a hőmérsékletet módosítja: növeli a HAZ zsugorodása, valamint a hidrogén kemény, potenciálisan rideg tartományon keresztüli diffúziója közben fellépő feszültségeket. A hidrogén indukálta repedés ezért különbözik a hegesztett fémben kialakuló dermedési repedéstől, a lemezes tépődéstől, amelyet a lemezvastagság irányában ható alakváltozás és a zárványok okoznak, a részlegesen megolvadt szemcsehatárok közelében kialakuló likvációs repedéstől, valamint a későbbi hevítés során kialakuló újramelegedési repedéstől. Az ESDEP a szerkezeti acélok fő hegeszthetőségi problémái között említi a HAZ likvációs repedését, a hidrogén indukálta repedést és az újramelegedési repedést.

Az ISO 13916:2025 a fúziós hegesztés során alkalmazott előmelegítési, rétegközi és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérésével foglalkozik, de kizárja a PWHT-hőmérséklet mérését. Strong evidence

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/3493078c-aebe-4e73-b398-1d30ba71f2d1/wiki-inline-a-multipass-steel-weld-showing-overlapping-thermal-cycles-that-reheat-and-modify-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/3493078c-aebe-4e73-b398-1d30ba71f2d1/wiki-inline-a-multipass-steel-weld-showing-overlapping-thermal-cycles-that-reheat-and-modify-1920x1288.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Later passes can temper, refine or partially reaustenitize material altered by earlier passes.

A többrétegű hegesztés új hőciklusokat hoz létre, mielőtt a kötés lehűlne végső állapotára. Egy későbbi réteg megeresztheti, finomíthatja, részlegesen újraaustenitesítheti vagy túlhevítheti egy korábbi réteg által létrehozott HAZ-t. Csúcshőmérséklete a korábbi varrat és HAZ különböző pontjain eltérő, ezért az egyik hely meglágyulhat, míg egy másik helyen új szemcsedurvulás vagy interkritikus átalakulás megy végbe. A 91-es minőségű acél szemlélteti ennek következményét: az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a IV. típusú repedés az alapfém HAZ-jához kapcsolódik, különösen a finomszemcsés és interkritikus tartományokhoz. A szimulált ciklusok azt is kimutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot.

A ferrites acél HAZ fő tartományai közötti metallurgiai különbségek.
| HAZ-alegység | Ausztenitesedési állapot | Valószínű átalakulás vagy tulajdonságváltozás |
|---|---|---|
| Durvaszemcsés HAZ | Ac3 felett, a szemcsenövekedéshez elegendően magas csúcshőmérsékleten | Durva korábbi ausztenitszemcsék; lehetséges szívósságvesztés |
| Finomszemcsés HAZ | Ac3 felett, kifejezett szemcsenövekedés nélkül | Finomabb átalakult szerkezet, de a keménység továbbra is a kémiai összetételtől függ |
| Interkritikus HAZ | Ac1 és Ac3 között | Kevert átalakult és átalakulatlan szerkezet; lehetséges helyi lágyulás |
| Túleresztett HAZ | Ac1 alatt | Megeresztődés, karbiddurvulás, valamint csökkent keménység vagy szilárdság |

Ugyanez az elv a szilárdságon és a repedésképződésen túl is érvényesül. A TWI szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztett kötéseiről szóló, 2002-es vizsgálata a HAZ szerkezetét a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi rétegek általi újramelegítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) összefüggésben vizsgálta. A hőmérsékletet ezért mérni kell, nem pedig feltételezni. Az ISO 13916:2025 a hegesztés előmelegítési, rétegek közötti és előmelegítés-fenntartási hőmérsékletének mérését határozza meg ömlesztőhegesztés során, a PWHT hőmérsékletének mérését azonban kizárja. Az EN 1011-2 a ferrites acélok ívhegesztésére vonatkozik, a ferrites rozsdamentes acélok kivételével. Együttesen a hőciklus — nem önmagában a névleges hőbevitel — teremti meg az érdemi kapcsolatot a hegesztési eljárás, a helyi szerkezet és az üzemi viselkedés között.

## 3. Az ausztenitesítés és a HAZ hagyományos részzónái

Ausztenitesedés **Ausztenitesedés** A ferrit, perlit, bainit vagy megeresztett martenzit hevítés hatására, a kritikus hőmérséklet-tartományon való áthaladáskor ausztenitté alakulása.

A ferrites acélok HAZ-ának hagyományos felosztása a hegesztés során elért maximális hőmérsékletet követi, nem pedig a beolvadási határtól mért rögzített távolságot. A varrathoz közeli pontot a felső kritikus hőmérséklet, Ac3 fölé lehet hevíteni, és lehűlés előtt teljesen ausztenitté lehet alakítani. Egy távolabbi pont csak az Ac1 és Ac3 közötti interkritikus tartományon haladhat át, míg egy másik pont Ac1 alatt maradhat, és csak megeresztési ciklust kaphat. A határok ezért hőmérsékleti kontúrok, nem pedig éles metallurgiai vonalak.

A TWI a hagyományos acélok HAZ-át durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult és megeresztett zónaként írja le; a besorolás a csúcshőmérsékleten és a varrattól mért távolságon alapul. Az NIST a csővezeték-acélok esetében ehhez szorosan kapcsolódó terminológiát használ: durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlmegeresztett zóna. Ugyanaz a hegesztés mindezeket a tartományokat tartalmazhatja, szélességük azonban az ívenergiával, a hegesztési sebességgel, a lemez- vagy csőfalvastagsággal, a kötés geometriájával, az előmelegítéssel és az acél hővezető képességével változik.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/8c840b4a-254c-4391-a640-acaff84e8269/wiki-inline-a-polished-and-etched-steel-haz-microstructure-showing-adjacent-ferrite-pearlite-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/8c840b4a-254c-4391-a640-acaff84e8269/wiki-inline-a-polished-and-etched-steel-haz-microstructure-showing-adjacent-ferrite-pearlite-2027x2560.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Cooling rate and steel chemistry determine which transformation products form from austenite.

Az ausztenitesítés a HAZ melegebb részének központi eseménye. Az Ac1-en való felhevítéskor a ferrit, valamint az esetleg jelen lévő perlit, bainit vagy megeresztett martenzit ausztenitté kezd átalakulni. Ac3 fölött az alacsony széntartalmú, hipoeutektoidos acél névlegesen ausztenites, bár a felhevítés sebessége, az ötvözeti elemek szegregációja, a fel nem oldódott karbidok és a kiindulási mikroszerkezet befolyásolják, hogy az átalakulás mennyire teljes. A szemcsenövekedés ezt követően a hőmérséklettől és az időtől egyaránt függ. A rövid hegesztési ciklus is jelentős szemcsenagyobbodást idézhet elő, mert a beolvadási határ közelében a hőmérséklet rendkívül magas, még akkor is, ha a kitettség csak néhány másodpercig tart.

A durva korábbi ausztenitszemcsék csökkenthetik az ütőszívósságot, miközben a lehűlési feltételek határozzák meg, hogy keményebb bainites vagy martenzites termékek alakulnak-e ki. Strong evidence

### Durvaszemcsés vagy szemcsedurvult HAZ

A durvaszemcsés HAZ (CGHAZ) a hagyományos ferrites acélokban közvetlenül a beolvadási határon kívül helyezkedik el. Csúcshőmérséklete Ac3 fölött van, és elég magas ahhoz, hogy gyors ausztenitszemcse-növekedést indítson el; számos leírás szerint a szilárduszhoz közeledő tartományig terjed, bár továbbra is szilárd marad, és nem része a beolvadási zónának. Az ausztenit a kiindulási ferritmátrix egészében kialakul, és az eredeti ferritszemcse-határok többé nem határozzák meg az átalakult szerkezetet. Lehűléskor a megnagyobbodott korábbi ausztenitszemcséken belül ferrit, perlit, bainit vagy martenzit alakul ki az összetételtől és a lehűlési sebességtől függően.

A nagyméretű korábbi ausztenitszemcsék csökkentik az átalakulás során a csíraképződés számára rendelkezésre álló teljes határfelületet. Ez késleltetheti a diffúziós ferritképződést, és növelheti a helyi hőciklushoz tartozó edzhetőséget. Kellően gyors lehűlés esetén ezért egy gyengén ötvözött acélban bainit vagy martenzit is kialakulhat a CGHAZ-ban, még akkor is, ha az érintetlen lemez ferrites-perlites szerkezetű. A széntartalom, a mangán, a króm, a molibdén, a nikkel, a mikroötvöző-adalékok és a bór mind befolyásolják ezt a viselkedést. A titán-, nióbium- és vanádium-karbonitridek stabil állapotban gátolhatják az ausztenit növekedését, magas hőmérsékleten történő túlzott oldódásuk azonban megszünteti ezt a szemcsehatároló hatást.

Az eredmény nem egyszerűen egy „keményebb HAZ”. A durva korábbi ausztenitszemcsék csökkenthetik az ütőszívósságot az effektív hasítási lapméret növelésével, valamint azáltal, hogy kedvezőtlen átalakulási termékek kialakulását teszik lehetővé. A kemény CGHAZ hidrogén okozta repedésre is hajlamos lehet, ha együttesen van jelen diffúzióképes hidrogén, húzó maradófeszültség és kellően repedésérzékeny mikroszerkezet. A lehűlési sebesség továbbra is meghatározó. A TWI a HAZ mikroszerkezetét és keménységét szabályozó legfontosabb tényezőként az átalakulási tartományon belüli lehűlési sebességet, az összetételt és az edzhetőséget, valamint a korábbi ausztenitszemcse-méretet azonosítja.

A csővezeték-acélok esetében a lehűlés gyakorlati jellemzője gyakran a Δt8/5, vagyis az a szükséges idő, amely alatt egy adott hely 800 °C-ról 500 °C-ra hűl le. A rövid Δt8/5 általában gyorsabb lehűlést és a bainites vagy martenzites termékek nagyobb kialakulási hajlamát jelzi; a hosszú érték több diffúziós átalakulást és megeresztést tesz lehetővé. Ez a kapcsolat azonban nem univerzális és nem egydimenziós. Egy, a csővezeték-acélokkal foglalkozó NIST-jelentés szerint a Δt8/5 függ a hőbeviteltől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől mért távolságtól és a falvastagságtól. Következésképpen két, a hegesztéstől azonos névleges távolságban lévő pont eltérő lehűlési történetet tapasztalhat különböző csőgeometriák vagy hegesztési eljárások esetén.

### Finomszemcsés vagy szemcsefinomodott HAZ

A finomszemcsés HAZ (FGHAZ) csúcshőmérséklete Ac3 fölé emelkedik, ezért a szerkezet jelentős mértékben vagy teljesen ausztenitesedik, de csúcshőmérséklete a kifejezett ausztenitszemcse-durvulást okozó tartomány alatt marad. Az ausztenitszemcsék kisebbek maradnak, mint a CGHAZ-ban. Lehűléskor ez a finomabb korábbi ausztenites szerkezet több csíraképződési helyet biztosít, és rendszerint finomabb ferrites-bainites vagy martenzites elrendeződés kialakulásának kedvez.

A „finomszemcsés” megnevezés nem garantál sem alacsony keménységet, sem nagy ütőszívósságot. Egy nagy edzhetőségű acél gyors hőciklusa továbbra is kemény bainitet vagy martenzitet hozhat létre. Ezzel szemben a lassú ciklus lágyabb ferrit és perlit kialakulását eredményezheti. Az FGHAZ gyakran mechanikailag kedvezőbb a CGHAZ-nál, mivel átalakult alkotói finomabbak, de a helyi szívósság a tényleges átalakulási terméktől, a széntartalomtól, a zárványoktól, a szegregációtól és az újrahevítés történetétől függ.

Több hegesztési menet tovább bonyolítja a képet. Egy későbbi menet a korábban kialakult CGHAZ egy részét a finomszemcsés ausztenites tartományba vagy az interkritikus tartományba hevítheti, és ezáltal olyan keskeny sávot hozhat létre, amelynek szerkezete eltér mind az eredeti CGHAZ, mind az érintetlen alapfém szerkezetétől. A HAZ elnevezései ezért egy adott hőciklust írnak le, nem pedig egy állandó címkét, amely egy adott acéldarabhoz rögzíthető.

### Interkritikus, részlegesen átalakult és túlmegeresztett tartományok

Az interkritikus HAZ (ICHAZ) csúcshőmérséklete Ac1 és Ac3 között van. A kiindulási mikroszerkezetnek csak egy része alakul ausztenitté. Ferrites-perlites acélban a perlites vagy szénben dúsult alkotók, valamint a ferrit egyes tartományai elsősorban átalakulnak, miközben a ferrit egy része átalakulatlan marad. Lehűléskor az újonnan kialakult ausztenit ferritté, bainitté vagy martenzitté alakulhat, míg az átalakulatlan ferrit különálló hőtörténetet őriz meg. Ez a kevert szerkezet nagyon kis távolságokon belül is éles helyi különbségeket okozhat a keménységben és az alakváltozással szembeni ellenállásban.

Az ICHAZ különösen fontos a kúszásálló Grade 91 acélban, amelyet az EN 10088-1 szabványban névlegesen X10CrWMoVNb9-2 jelöléssel adnak meg, a mérnöki gyakorlatban pedig általában Grade 91 vagy P91 néven azonosítanak. Az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a Grade 91 hajlamos a IV. típusú repedésre az alapfém HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és az interkritikus tartományokban. A hőciklus-szimulációk azt is kimutatták, hogy a ferritképződés az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot. A IV. típusú repedés ezért nem azonos a közönséges hidrogénrepedéssel: kúszási károsodási probléma, amely az üzemelés hosszú időtartama alatt fellépő meglágyult, mikroszerkezetileg módosult HAZ-hoz kapcsolódik.

Ac1 alatt tömeges ausztenitesedés nem történik, jelentős változások azonban ekkor is bekövetkezhetnek. Normalizált ferrites acélban ezt a tartományt szubkritikus HAZ-nak nevezhetik. Edzett és megeresztett acélban a hegesztési hőciklus megeresztheti a martenzitet, durvíthatja a karbidokat és csökkentheti a keménységet. Ha a csúcshőmérséklet és a tartási idő elég nagy, a tartományt megeresztett vagy túlmegeresztett zónaként írják le. Szilárdsága akkor is csökkenhet, ha nem képződik új ausztenit. Kiválási szilárdítású vagy kúszásálló minőségekben a szilárdító fázisok oldódása, durvulása vagy újraeloszlása fontosabb lehet, mint a ferrit átalakulása.

A későbbi menetek általi újrahevítés tovább növeli ezt a komplexitást. Egy korábban megkeményedett tartományt egy későbbi menet megereszthet; egy korábban megeresztett tartomány részlegesen újraausztenitesedhet; egy interkritikus sáv pedig ismételt hevítés hatására más átalakulási tartományba kerülhet. A szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztett kötései jól szemléltetik, miért nem kezelhető a HAZ csupán szilárdsági gradiensenként. Egy 2002-es TWI-tanulmány ezek HAZ-mikroszerkezeteit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi menetek általi újrahevítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) összefüggésben vizsgálta. A hőciklus módosíthatja a króm eloszlását, a martenzit megeresztődését és a visszamaradt ausztenit mennyiségét, ezáltal a mechanikai viselkedést és a korróziós tulajdonságokat egyaránt megváltoztatva.

Az EN 1011-2 útmutatást ad a ferrites acélok — a ferrites rozsdamentes acélok kivételével — ívhegesztéséhez, míg az ISO 13916:2025 a fúziós hegesztés során az előmelegítési, a közbenső réteghőmérséklet és az előmelegítés fenntartási hőmérsékletének mérését határozza meg; a PWHT hőmérsékletének mérésére nem terjed ki. Ezek az ellenőrzések azért fontosak, mert a hagyományos zónák a hőtörténet következményei. Kizárólag a távolság alapján nem határozhatók meg megbízhatóan.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/8c840b4a-254c-4391-a640-acaff84e8269/wiki-inline-a-polished-and-etched-steel-haz-microstructure-showing-adjacent-ferrite-pearlite-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/8c840b4a-254c-4391-a640-acaff84e8269/wiki-inline-a-polished-and-etched-steel-haz-microstructure-showing-adjacent-ferrite-pearlite-2027x2560.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Cooling rate and steel chemistry determine which transformation products form from austenite.

## 4. Átalakulási termékek és a HAZ mikroszerkezete

A hőhatásövezet (HAZ) nem alakul ki egyetlen egységes szerkezettel. A fúziós határ mellett minden egyes helyen eltérő csúcshőmérséklet, a kritikus hőmérsékletek felett eltöltött idő, valamint az ausztenitből ferritté történő átalakulási tartományon át vezető lehűlési út érvényesül. Hagyományos acélok esetében a TWI a HAZ-t a csúcshőmérséklet és a varrattól való távolság alapján durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult és megeresztett zónákra osztja. A csővezetékek leírásaiban ugyanerre a térbeli sorrendre gyakran a durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhegesztett zóna elnevezéseket használják.

Lehetséges átalakulási termékek különböző lehűlési és újrahevítési feltételek mellett.
| Lehűlési viszonyok | Lehetséges uralkodó termékek | Jellemző tulajdonságváltozás |
|---|---|---|
| Viszonylag lassú | Poligonális ferrit és perlit | Kisebb keménység; lehetséges lágyulás |
| Közepes | Felső, alsó vagy szemcsés bainit | A morfológiától és a kémiai összetételtől függően közepes vagy nagy keménység |
| Gyors | Martenzit, gyakran bainittel vagy ferrittel együtt | Nagyobb keménység és nagyobb hidrogén okozta repedési kockázat |
| Szubkritikus újrahevítés | Megeresztett martenzit vagy bainit | A megeresztődés révén csökkent keménység és szilárdság |

Ezek az elnevezések a hőhatást írják le, nem pedig garantált tulajdonságokat. Egy finomszemcsés tartomány szívósabb lehet, mint a mellette lévő durvaszemcsés tartomány, keménysége azonban továbbra is az összetételtől és a lehűlési sebességtől függ. Egy martenzitesként leírt tartomány keménysége nagy lehet, repedésre való hajlama azonban a széntartalomtól, a hidrogéntől, a befogási viszonyoktól, a megeresztési állapottól és a helyi feszültségektől függ. A fázisnevek szükségesek, de nem jelentenek tulajdonság-előrejelzést.

### Ferrit, perlit, bainit és martenzit képződése

Amikor a ferrites acélt a felső kritikus hőmérséklete fölé hevítik, az eredeti ferrit és perlit ausztenitté alakul. A csúcshőmérséklet meghatározza a képződő ausztenit mennyiségét és az ausztenitszemcsék növekedésének mértékét. A későbbi lehűlés során az ausztenit egymással versengő átalakulási reakciók révén bomlik le. A lehűlési sebességet gyakran a Δt8/5 értékével jellemzik, amely az anyag 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléséhez szükséges idő. Ez az időintervallum gyakorlati hegesztési paraméter, mivel a szénacélokban és gyengén ötvözött acélokban az ausztenit átalakulásának jelentős része ebben a tartományban vagy annak közelében megy végbe.

Viszonylag lassú lehűlés esetén a diffúziós átalakulás poligonális ferritet, majd gyakran perlitet hoz létre. A növekvő ferritből kiváló szén a fennmaradó ausztenitet feldúsítja, így a ferrit és a cementit együtt perlitet alkothat. A HAZ-ban azonban a ferrit lehet rendezett, Widmanstätten-féle vagy egyéb módon nem ekviaxiális, mivel az ausztenitszemcsehatárok és a hőmérséklet-gradiens befolyásolják a csírázást és a növekedést. A kialakuló morfológia jelentőséggel bír. Két tartomány egyaránt ferrites-perlitesként azonosítható, miközben jelentősen eltérhet szemcseméretük, cementiteloszlásuk és ütőszívósságuk.

Közepes lehűlési sebességek mellett a bainites átalakulás a ferrit-perlit reakció jelentős részét helyettesítheti. A bainit azon hőmérséklet-tartomány alatt képződik, amelyben a közönséges poligonális ferrit és perlit dominál, de azon tartomány felett, ahol a martenzit diffúziómentes nyírásos átalakulással képződik. A felső bainit és az alsó bainit elnevezése nem felcserélhető: ferritmorfológiájuk és karbidelrendeződésük eltérő, az alsó bainitre pedig általában finomabb karbideloszlás jellemző. A hegesztési metallográfia szemcsés bainitet vagy bainites ferritet is azonosíthat; ezek a kifejezések a morfológiára és a maratási reakcióra utalnak, nem pedig egyetlen, általánosan érvényes szerkezetre.

A gyors lehűlés gátolja a szén diffúziós mozgását, és az ausztenit martenzitté alakulhat. A martenzit diffúziómentes átalakulással létrejövő, túltelített és torzult ferritforma. Kis széntartalmú szerkezeti acélokban léces martenzitként jelenhet meg, gyakran bainittel vagy ferrittel keveredve; nagyobb széntartalmú anyagokban keményebb és ridegebb martenzites tartományok alakulhatnak ki. A friss, nem megeresztett martenzit különösen fontos a hidrogén okozta repedés szempontjából, mivel a nagy keménység, a húzó jellegű maradó feszültség és a diffúzióképes hidrogén együttesen hathat. Az előmelegítés és a szabályozott hőbevitel meghosszabbítja a lehűlési időtartamot, önmagában azonban nem bizonyítja, hogy a martenzitképződés elkerülhető volt.

Egy későbbi hegesztési menet ezen termékek bármelyikét módosíthatja. Az újrahevítés megeresztheti a martenzitet, finomíthatja vagy részlegesen újraaustenitesítheti a korábbi HAZ-t, illetve interkritikus tartományt hozhat létre, amelyben az átalakulatlan ferrit mellett újonnan képződött ausztenit van jelen. A hegesztés utáni hőkezelés megeresztheti a martenzitet és csökkentheti a maradó feszültséget, a túlzott hőhatás azonban meglágyíthatja a megeresztett tartományokat, és módosíthatja a karbidek eloszlását. A végső keresztmetszet ezért inkább egymást átfedő hőciklusok lenyomata, nem csupán az első hegesztési menet lehűlésének eredménye.

Edzhetőség **Edzhetőség** Az acél azon képessége, hogy meghatározott lehűlési feltétel mellett a keresztmetszetén át martenzitet képezzen; ez különbözik az elérhető legnagyobb keménységtől.

A NIST jelentése szerint a csővezeték-acélok Δt8/5 értéke a hőbeviteltől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől való távolságtól és a falvastagságtól függ. Ez a függés fontos: ugyanaz a névleges hegesztési eljárás eltérő szerkezeteket hozhat létre a fúziós határnál, a durvaszemcsés HAZ szélén és a lemez belseje felé távolabb. A hőbevitel nem teljes hőtörténet, mivel az ív hatásfoka, a kötés geometriája, a befogási viszonyok és a közbenső réteghőmérséklet szintén befolyásolja a helyi hőciklust.

### Az ausztenit előtti szemcseméret és az átedzhetőség

Az ausztenit előtti szemcseméret a lehűlés közbeni átalakulást közvetlenül megelőzően jelen lévő ausztenitszemcsék mérete. Ez nem azonos a végső ferritszemcse méretével. A durvaszemcsés HAZ-ban a magas csúcshőmérsékletek és az ausztenitszemcsék durvulási tartománya feletti hosszabb hőntartás lehetővé teszi a szemcsék növekedését. A szemcsehatárok ezt követően kevesebb helyet biztosítanak a diffúziós ferritcsírák képződéséhez, ezért az átalakulás alacsonyabb hőmérsékletre tolódhat. Az alacsonyabb átalakulási hőmérséklet és a csökkent csírázás elősegítheti a bainit vagy a martenzit képződését, különösen akkor, ha az acél jelentős átedzhetőséggel rendelkezik.

Az átedzhetőség azt írja le, hogy egy adott lehűlési feltétel mellett milyen mélységben vagy mértékben képes az acél martenzitet képezni; ez nem azonos az elérhető maximális keménységgel. Az olyan ötvözőelemek, mint a mangán, a króm, a molibdén és a nikkel, általában késleltetik a ferrit- és perlitreakciókat, így az átalakulás hosszabb idők felé tolódik a folyamatos hűtési átalakulási diagramon. A bór jelentősen növelheti az átedzhetőséget, ha megfelelő állapotban marad vissza az ausztenitszemcsehatárokon. A szén növeli a martenzit keménységét, és az átedzhetőségre is hatással van, hatása azonban nem választható el az ötvözet teljes kémiai összetételétől.

A szemcseméret módosítja ezt az egyensúlyt. A durva ausztenit előtti szemcsék gyakran növelik az átedzhetőséget, mivel csökkentik a ferrit- és perlitcsírák képződésére rendelkezésre álló teljes szemcsehatár-területet. Ugyanakkor a szívósságot is csökkenthetik, mivel nagyobb végső átalakulási pakketteket vagy hasadás szempontjából hatékony egységeket eredményeznek. A finom ausztenit előtti szemcsék rendszerint elősegítik a korábbi diffúziós átalakulást, és finomabb átalakult szerkezetet biztosítanak, bár egy finomszemcsés tartomány is megkeményedhet, ha a lehűlési sebesség és az ötvözőtartalom elegendő.

**IIW szerinti szén-egyenérték**

Képlet

CEIIW = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15

Alap

Tömegszázalékok

Értelmezés

A nagyobb értékek általában nagyobb edzhetőséget és nagyobb HAZ-keményedési kockázatot jeleznek

Korlát

Szűrővizsgálati paraméter, nem helyettesíti a termikusciklus-elemzést

Ezért a TWI a lehűlési sebességet, az acél összetételét és átedzhetőségét, valamint az ausztenit előtti szemcseméretet a HAZ mikroszerkezetének és keménységének fő szabályozó tényezői között azonosítja. Ugyanaz a keménységérték eltérő mennyiségű martenzit, bainit és ferrit keverékéből is kialakulhat, eltérő törési viselkedéssel. Ezzel szemben azonos martenzittartalom sem garantál azonos szívósságot, mivel a pakkettméret, a széntartalom, a zárványok és a megeresztési állapot különbözhet.

A Grade 91 jól szemlélteti annak veszélyét, ha a HAZ-t egyetlen martenzites sávként kezelik. Az ASM International és az EPRI 2016-os jelentése szerint a Grade 91 hajlamos a IV. típusú repedésre az alapfém HAZ-jában, különösen a finomszemcsés és az interkritikus tartományokban. Ezek a tartományok nem egyszerűen a hegesztett kötés legkeményebb részei. A hosszú idő alatt kialakuló kúszási károsodás ott koncentrálódik, ahol a hőciklus, valamint az azt követő megeresztés vagy részleges átalakulás gyengébb helyi mikroszerkezetet hoz létre. Szimulált hőciklusok azt is kimutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot.

### Szénegyenértékek és az összetételre érzékeny átalakulás

A szénegyenérték-képletek több ötvözőelem hatását egyetlen hegeszthetőségi indexbe sűrítik. Az IIW szénegyenérték, amelyet általában a következőképpen írnak fel:

CEIIW=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Ni+Cu15

tömegszázalékokat használ. A nagyobb érték általában nagyobb átedzhetőséget és nagyobb valószínűséget jelez arra, hogy meghatározott lehűlési ciklus mellett kemény HAZ-alkotók képződnek. A CET- és Pcm-képletek alternatív szénegyenérték-rendszerek, amelyeket meghatározott gyengén ötvözött acélcsoportokhoz és hegesztési értékelésekhez használnak. Nem tekinthetők egymással felcserélhetőnek, ha figyelmen kívül hagyjuk azt a szabványt vagy eljárást, amelyben előírják őket.

A szénegyenérték ezért szűrőparaméter, nem pedig a hőciklus elemzésének helyettesítője. Két, hasonló CEIIW-értékű acél átalakulási viselkedése eltérő lehet, mivel ötvözőelemeik különböző módon befolyásolják a ferrit-, bainit- és martenzitreakciókat. A Ni, Cr, Mo, Mn, V, Nb, Ti és B szintén hatással van a kiválásra, az ausztenitszemcsék növekedésére és a megeresztési reakcióra. A tényleges HAZ a tömbi kémiai összetétel mellett a csúcshőmérséklettől, a Δt8/5 értékétől, az ausztenit előtti szemcsemérettől és az újrahevítési előzményektől is függ.

Az EN 1011-2 a ferrites acélok — a ferrites rozsdamentes acélok kivételével — ívhegesztésével foglalkozik, és az összetételt, valamint a hegesztési feltételeket használja a hidrogén okozta repedés kockázatának szabályozásához. A hőmérsékletmérés külön figyelmet igényel: az ISO 13916:2025 a fúziós hegesztés során alkalmazott előmelegítési, közbenső réteg- és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését határozza meg, a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérését azonban kizárja a hatálya alól. Sem egy szénegyenérték, sem egy közbenső réteghőmérsékletre vonatkozó leolvasás nem azonosítja önmagában a végső fáziskeveréket.

Az összetételre érzékeny alapelv túlmutat a szénacélokon és a gyengén ötvözött szerkezeti acélokon. A TWI szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztett kötéseiről szóló, 2002-es tárgyalása a HAZ mikroszerkezetét a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi hegesztési menetek általi újrahevítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) hozza összefüggésbe. Az ilyen acélokban az ausztenit újraképződése, a martenzit megeresztése, valamint a visszamaradt vagy reverzált ausztenit a szilárdság mellett a korróziós viselkedést is módosíthatja. A HAZ metallurgiája következésképpen nem csupán a keménységet határozza meg: szabályozhatja a helyi szívósságot, a kúszási szilárdságot, a hidrogénnel szembeni viselkedést és a korróziós tulajdonságokat is.

## 5. Keménység, szívósság és szilárdság a HAZ teljes területén

A hőhatásövezetben (HAZ) nem egyetlen keménység vagy egyetlen mechanikai válasz jellemző. Különböző csúcshőmérsékletek és hűlési lefutások által kialakított régiók sorozatát foglalja magában: durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult vagy interkritikus, valamint megeresztett vagy túlhevített-megeresztett zónákat. A TWI ezeket a régiókat a hagyományos acélok olyan alfelosztásaiként írja le, amelyek a csúcshőmérsékleten és a beolvadási határtól mért távolságon alapulnak. A National Institute of Standards and Technology (NIST) csővezetékacélokra vonatkozó leírása a szorosan kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhevített-megeresztett HAZ kifejezéseket használja.

Mindegyik régiónak saját ausztenit előtti szemcsemérete, átalakulási termékei, maradó feszültsége és a későbbi hőciklusokra adott válasza van. A keménységprofil ezért térbeli gradienst rögzít, nem pedig „a HAZ” egyetlen tulajdonságát. A keménység a beolvadási határ közelében növekedhet, egy interkritikus régióban csökkenhet, majd ismét megváltozhat ott, ahol az alapfém teljes újraausztenitesedés nélkül megeresztődött. A szakítószilárdság, a szívósság és a duktilitás hasonló, de nem azonos tendenciákat követ.

### Miért változik a keménység a hűlési sebességgel?

A TWI által azonosított központi összefüggés a hűlési sebesség, az acél összetétele, az edzhetőség és az ausztenit előtti szemcseméret között áll fenn. Ezek a változók határozzák meg, hogy milyen átalakulások mennek végbe, amikor az ausztenit áthűl az átalakulási tartományon. A gyors hőciklus visszaszoríthatja a ferrit és perlit diffúziós képződését, és bainitet vagy martenzitet hagyhat maga után. A lassabb hőciklus több időt biztosít a szén és az ötvözőelemek diffúziójára, ami gyakran lágyabb ferrites vagy perlites szerkezeteket eredményez. Ennek eredménye nagyobb vagy kisebb keménység, de a keménység nem minden egyéb mechanikai tulajdonság közvetlen mérőszáma.

A hegesztési hőciklusokat gyakran a Δt8/5 értékkel jellemzik, amely az 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő. Ez az időtartam gyakorlati mutató ferrites acélok esetében, mivel az ausztenit átalakulásának jelentős része ezen a tartományon belül vagy annak közelében megy végbe. A NIST szerint a Δt8/5 értéke függ a hőbeviteltől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől mért távolságtól és a falvastagságtól. Nem univerzális anyagállandó. Vastag keresztmetszet a hőt megtarthatja, és egyébként hasonló hegesztési körülmények között lassabban hűlhet, mint egy vékony keresztmetszet; az előmelegítésnek és a rétegközi hőmérsékletnek hasonló hatása van.

Az összetétel módosítja az adott hűlési időre adott választ. A szén növeli a martenzitképződés lehetőségét, míg az olyan ötvözőelemek, mint a mangán, a króm, a molibdén és a nikkel, módosítják az edzhetőséget és az átalakulási kinetikát. Az ausztenit előtti szemcseméret szintén fontos. A durva ausztenitszemcsék kevesebb csírázási helyet biztosítanak a diffúziós termékek számára, és egy adott hűlési ciklus alatt elősegíthetik keményebb átalakulási termékek kialakulását. Ezért ugyanaz a névleges Δt8/5 érték eltérő keménységet eredményezhet két különböző acélminőségben, illetve ugyanazon alkatrész két HAZ-régiójában is, ha a csúcshőmérsékletek és a szemcseszerkezetek különböznek.

A kemény HAZ rendszerint martenzitre, bainitre vagy más, átalakulás által keményített szerkezetre utal. Ez a megfigyelés fontos, de önmagában a keménység nem bizonyítja egy adott fázis jelenlétét. Az értelmezéshez metallográfiai vizsgálat, a széntartalom, a hegesztési eljárás és a hűlési előzmények ismerete szükséges. A nagy keménység csökkent szívóssággal és a hidrogén okozta repedéssel szembeni fokozott hajlammal járhat együtt, ha egyidejűleg diffúziós hidrogén és húzó jellegű befogás is jelen van. Nem helyes minden kemény régiót repedésnek, illetve minden, hegesztés mellett megjelenő repedést „HAZ-repedésnek” nevezni. Az ESDEP a HAZ-ban bekövetkező likvációs repedést, a hidrogén okozta repedést és az újramelegedési repedést különálló hegeszthetőségi problémaként azonosítja; a dermedési repedés és a lamelláris tépődés ismét külön mechanizmusok.

Az előmelegítés és a rétegközi hőmérséklet szabályozása befolyásolja a hűlési lefutást és a hidrogén eltávozását. Az EN 1011-2 a ferrites acélok — a ferrites rozsdamentes acélok kivételével — ívhegesztésével foglalkozik, és útmutatást ad a hegesztési hőviszonyok és a repedési kockázat szabályozásához. Az ISO 13916:2025 a beolvasztásos hegesztés során alkalmazott előmelegítési, rétegközi és előmelegítés-fenntartási hőmérsékletek mérését határozza meg, a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérésére azonban nem terjed ki. Ezek a különbségek fontosak, amikor egy keménységmérési eredményt minősített hegesztési eljárással hasonlítanak össze.

### A szívósság csökkenése a durvaszemcsés régiókban

A durvaszemcsés HAZ (CGHAZ) olyan magas hőmérsékletet ér el, amely elegendő az acél újraausztenitesítéséhez és az ausztenit előtti szemcsék növekedéséhez. A szemcsenövekedés csökkenti a ridegtöréssel szembeni hatékony gátak számát, és az összetételtől, valamint a hűlési sebességtől függően nagy bainites vagy martenzites csomagok kialakulásához vezethet. Ezért a CGHAZ kisebb Charpy-ütőmunkát vagy magasabb duktilis–rideg átmeneti hőmérsékletet mutathat még akkor is, ha a szakítószilárdsága nagy.

A keménységet és a szívósságot nem szabad egymással felcserélhető tulajdonságként kezelni. A keményebb szerkezet nagyobb folyáshatárral és szakítószilárdsággal rendelkezhet, miközben törés előtt kevesebb ütési energiát nyel el. Ezzel szemben egy mérsékelt keménységű régió szívóssága is rossz lehet, ha szemcsemérete, zárványai, lokális szegregációja vagy martenzit–ausztenit alkotói kedvező repedési útvonalakat hoznak létre. Az alacsony hőmérsékletű törés értékelésekor gyakran a durvaszemcsés régió a kritikus hely, de a ténylegesen leggyengébb zóna az acélminőségtől és a hőciklustól függ.

Egy második hegesztési menet részlegesen átalakíthatja vagy megeresztheti az első menet által felhevített anyagot. Ez az újramelegítés egyes szerkezeteket finomíthat vagy megereszthet, miközben a szomszédos durva szemcsék változatlanok maradnak. Többrétegű hegesztésekben a HAZ ezért a hőelőzmények egymásra épülésének eredménye, nem pedig egyetlen menet határvonala. A hegesztés utáni hőkezelés csökkentheti a maradó feszültséget és megeresztheti a martenzites alkotókat, de nem állítja helyre az eredeti finomszemcsés alapfémszerkezetet.

A Grade 91 jól szemlélteti, miért kell a lokális szívósságot és a magas hőmérsékletű szilárdságot külön vizsgálni. Az ASM International és az EPRI 2016-os közleménye a Type IV típusú repedésre való hajlamról számol be az alapfém HAZ-régiójában, különösen a finomszemcsés és interkritikus régiókban. A szimulált hőciklusok azt mutatták, hogy a ferritképződés az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot. A sérülékeny régió ezért nem feltétlenül a hegesztés legkeményebb vagy legdurvább szemcséjű része. Kúszási igénybevétel mellett egy viszonylag lágy, finomszemcsés sáv alakváltozást halmozhat fel az erősebb anyag mellett.

### Lágyulás, lokális duktilitás és tulajdonsággradiensek

Az interkritikus HAZ az alsó kritikus átalakulási hőmérséklet fölé hevül, de nem annyira, hogy a teljes mikrostruktúra ausztenitté alakuljon. A szerkezetnek csak egy része újraausztenitesedik. Lehűléskor az újonnan kialakuló átalakulási termékek olyan ferrit vagy megeresztett alkotók mellett fejlődnek ki, amelyek túlélték a ciklust. Az így létrejövő kevert szerkezet keménysége kisebb lehet, mint a szomszédos CGHAZ-é, különösen akkor, ha az eredeti acél edzett és megeresztett, illetve kiválásos keményítésű volt.

A túlhevített-megeresztett régió szubkritikus hőciklusnak van kitéve. Nem ausztenitesedik újra, de a karbidok durvulhatnak, a kiválások elveszíthetik szilárdságnövelő hatásukat, a korábban keményített alkotók pedig tovább megeresztődhetnek. A lokális keménység és folyáshatár csökkenhet. Ez a meglágyult sáv szakítóterhelés, hajlítás vagy üzemi kúszás során előnyös alakváltozási hellyé válhat. Nagyobb lokális duktilitása azonban nem teszi automatikusan biztonságosabbá a kötést: az alakváltozás azért koncentrálódik itt, mert a szomszédos régiók erősebbek maradnak, a felhalmozódó deformáció pedig elősegítheti a Type IV típusú károsodást, a kifáradási repedés kezdetét vagy a metallurgiai határon bekövetkező tönkremenetelt.

A szakítószilárdság a szakítóvizsgálat során elért legnagyobb mérnöki feszültséget írja le. A folyáshatár a jelentős képlékeny alakváltozás kezdetét jelzi. A keménység a benyomódással szembeni lokális ellenállás, és gyakran a szilárdság gyors indikátoraként szolgál, de nem helyettesítheti a szakítóvizsgálatot. A duktilitás a törés előtti képlékeny alakváltozást vagy nyúlást írja le. A szívósság az energiaelnyelést és a repedésterjedéssel szembeni ellenállást jellemzi meghatározott vizsgálati feltételek mellett. Ezek a tulajdonságok ugyanazon HAZ-on belül különböző irányban változhatnak.

A hegesztés melletti keménységminimum túlhevített-megeresztett vagy interkritikus lágyulásra utalhat, míg a keménységmaximum martenzites átalakulást és hidrogén okozta repedési kockázatot jelezhet. Egyik eredmény sem határozza meg önmagában a lokális törési szívósságot, a kifáradási élettartamot vagy az üzemi szilárdságot. A keménységprofilt a makroszerkezettel, a mikrostruktúrával, a szakító- vagy hajlítóvizsgálatokkal, az előírt esetekben végzett ütővizsgálattal, valamint a várható üzemi hőmérséklettel és igénybevételi móddal együtt kell értelmezni.

A következő menetek általi újramelegítés és a PWHT tovább módosítja ezeket a gradienseket. A TWI szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztéseiről szóló, 2002-es tanulmánya a HAZ mikrostruktúráit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a következő menetek általi újramelegítéssel és a PWHT-val összefüggésben vizsgálta. Ez a példa azt mutatja, hogy a mechanikai tulajdonságok feltérképezése nem választható el a környezeti teljesítménytől: egy meglágyult vagy átalakult sáv korróziós potenciálja, passzívfilmjének stabilitása és hidrogénfelvétele is eltérhet. A HAZ ezért fokozatosan változó mechanikai és kémiai régió, amelyben az irányadó kockázatot a lokális szerkezet és az arra ható üzemi feltételek határozzák meg.

## 6. HAZ-repedési mechanizmusok szénacélokban és gyengén ötvözött acélokban

A hegesztés közelében kialakuló repedés nem egyetlen metallurgiai esemény. Az ASM International és az European Steel Design Education Programme (ESDEP) a hegesztési repedéseket elhelyezkedésük, kialakulásuk időpontja és hajtóerejük alapján osztályozza: egyesek a hegesztés után, szilárd állapotban alakulnak ki a HAZ-ban, mások a hegesztési fém vagy a lokálisan megolvadt alapfém dermedése közben jönnek létre, megint mások pedig csak újramelegítés vagy üzemi igénybevétel során jelennek meg. Ez a megkülönböztetés fontos, mert a beolvadási határ mellett kialakuló repedést okozhatja hidrogén, szemcsehatár menti likváció, dermedési zsugorodás, kúszási károsodás vagy a vastagság irányában fennálló duktilitásvesztés.

A HAZ inkább hőmérsékleti gradienst alkot, mintsem egyetlen szerkezetet. A hagyományos acélok esetében a régiókat általában durvaszemcsésedett, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult vagy interkritikus, valamint megeresztett vagy túlhevített zónaként írják le. A csővezeték-acélokra vonatkozó NIST-osztályozás durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhevített régiókat különböztet meg. Minden helyen eltérő csúcshőmérséklet és lehűlési út alakul ki. A gyakorlati lehűlési jellemző, a Δt8/5 — vagyis a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő — segít a hőciklusok és az átalakulási termékek összekapcsolásában, bár alkalmazhatósága az acéltól és a hegesztési eljárástól függ. Egy NIST csővezeték-jelentés a hőbevitelt, a kémiai összetételt, a hegesztéstől mért távolságot és a falvastagságot a Δt8/5 értékét befolyásoló tényezőként azonosítja.

A lehűlési sebesség, az összetétel, az edzhetőség és az előzetes ausztenitszemcse-méret szabályozza a kialakuló HAZ-mikroszerkezetet és keménységet. Rövid lehűlési időköz keményíthető szénacélban vagy gyengén ötvözött acélban martenzit vagy bainit kialakulásához vezethet; hosszabb időköz ferrit, perlit vagy megeresztett átalakulási termékek képződését teheti lehetővé. A kialakuló szerkezet határozza meg, hogy kialakulhat-e repedés, képes-e továbbterjedni, illetve hogy a befogás elegendő húzófeszültséget biztosít-e a repedés nyitva tartásához. Az előmelegítés és a varratközi hőmérséklet szabályozása módosítja a hőciklust, de nem szünteti meg az acél kémiai összetételének, a kötés befogásának és a hidrogén szabályozásának értékelési szükségességét. Az EN 1011-2 a ferrites acélok ívhegesztésére vonatkozik, a ferrites rozsdamentes acélok kivételével. Az ISO 13916:2025 előírja az előmelegítési, varratközi és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését ömlesztőhegesztés során; a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérését nem határozza meg.

### Hidrogén okozta vagy hidegrepedés

A hidrogén okozta repedés, más néven hidegrepedés vagy késleltetett repedés, a varrat megszilárdulása és a szomszédos HAZ lehűlése után alakul ki. Jellegzetes időzítése ezért eltér a melegrepedésétől, bár a repedést akár a hegesztés után több órával is felfedezhetik. Az ASM tárgyalásai ezt a mechanizmust általában három, egymással kölcsönható feltételhez kapcsolják: diffúzióképes hidrogénhez, repedésre hajlamos kemény vagy rideg mikroszerkezethez, valamint húzófeszültséghez. A befogás és a varrat átalakulásából származó feszültségek biztosítják a helyi feszültségteret; a maradó feszültség akkor is magas maradhat, amikor a külsőleg alkalmazott terhelés nulla.

A hidrogén nedvességből, szennyeződésekből, folyasztószer-bevonatokból, kenőanyagokból vagy más technológiai forrásokból jut a hegesztési ömledékbe. A megszilárdulás után az atomos hidrogén a varratban és a HAZ-ban diffundál. Felhalmozódhat zárványoknál, az előzetes ausztenitszemcsék határain, martenzitfázis-határokon, diszlokációknál és más, nagy helyi feszültségű területeken. A törési folyamat pontos jellege az acéltól, a mikroszerkezettől és a terheléstől függ, ezért nem szabad egyetlen, általánosan érvényes hidrogénküszöbértéket megadni. A hidrogén csökkenti a kemény, feszültség alatt álló mikroszerkezet repedéssel szembeni tűrőképességét; nem a befogástól vagy a metallurgiai repedésérzékenységtől függetlenül hat.

A legveszélyeztetettebb HAZ gyakran a durvaszemcsés régió, illetve egy másik olyan zóna, amely gyors lehűlés során megeresztetlen martenzitté vagy kemény bainites szerkezetté alakul. A durva előzetes ausztenitszemcsék csökkenthetik a szívósságot, és könnyebb utat biztosíthatnak a repedés terjedéséhez. A finomszemcsés és az interkritikus régiók szintén érintettek lehetnek, különösen akkor, ha a helyi keménység, a maradó feszültség vagy az üzemi terhelés kedvezőtlen. Ezért egy varrat a fúziós határtól mért különböző távolságokban eltérő hidrogénrepedési kockázatokat tartalmazhat.

A repedés iránya a feszültségtértől és a geometriától függ. Hosszirányú vagy keresztirányú repedések alakulhatnak ki a varratfémben, míg a HAZ repedései a fúziós határral párhuzamosan futhatnak, vagy a varratláb felől a keményedett alapfémbe terjedhetnek. A gyökérterületek, a hegesztés kezdő- és végpontjai, az alámetszések, valamint a kötés befogásának hirtelen változásai feszültségkoncentrációt okoznak. A késleltetett vizsgálat önmagában nem bizonyítja a hidrogénmechanizmust, de a késleltetett megjelenés hasznos figyelmeztető jel.

A szabályozás az ok-okozati láncot követi: csökkenteni kell a diffúzióképes hidrogén mennyiségét, el kell kerülni a HAZ túlzott keménységét, valamint csökkenteni vagy kezelni kell a húzó jellegű befogást és a maradó feszültséget. A száraz hozaganyagok és a tiszta kötésfelületek a hidrogénbevitel mérséklését szolgálják. Az előmelegítés lassítja a lehűlést, és lehetővé teszi a hidrogén eltávozását, mielőtt a HAZ nagy feszültségű, alacsony hőmérsékletű állapotba kerülne. Az utómelegítés elősegítheti a hidrogén eltávolítását, ha ezt a hegesztési utasítás előírja, míg a hegesztés utáni hőkezelés megeresztheti a repedésre hajlamos szerkezeteket és csökkentheti a maradó feszültséget. Ezeket az intézkedéseket az acélminőséghez és a vastagsághoz kell igazítani; nem helyettesíthetők egy általános hőmérsékleti szabállyal.

### Likvációs, megszilárdulási és újramelegedési repedés

A likvációs repedés a HAZ-ban kialakuló melegrepedés, amely általában olyan szemcsehatárok mentén keletkezik, amelyeket a hegesztési hőciklus helyileg megolvasztott, de amelyek a fő fúziós zónán kívül helyezkednek el. A repedés akkor alakul ki, amikor ez a vékony folyadékfilm lehűlés és zsugorodás közben megnyúlik. A szegregálódott szennyezők, az alacsony olvadáspontú eutektikus alkotók, a zárványok vagy az ötvözőelemekben gazdag szemcsehatár-régiók csökkenthetik a helyi olvadáspontot. Ezért a HAZ akkor is megrepedhet, ha az alapfém tömege nem olvadt meg.

Ez a mechanizmus különbözik a fúziós zónában kialakuló megszilárdulási repedéstől. Megszilárdulási repedés esetén a fúziós zónában lévő folyékony varratfém a növekvő dendritek között szilárdul meg. Az oldott anyagok szegregációja és az utánpótlás korlátai gyenge, folyadékot tartalmazó határhálózatot hagynak hátra; a varratfém zsugorodása ezt követően megnyitja a dendritközi régiót. A repedés helye a lerakott vagy megolvadt varratfémben van, nem pedig egy meg nem olvadt HAZ-ban. A fúziós határt követő repedésnél mindkét lehetőséget meg kell vizsgálni: a helyileg megolvadt HAZ-anyag likvációra utal, míg a varratfémen keresztül vezető dendritközi út megszilárdulási repedésre. Vegyes repedések is kialakulhatnak ott, ahol a fúziós határ és a HAZ hőtere átfed.

Az ESDEP a HAZ likvációs repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegedési repedést a szerkezeti acélok fő hegeszthetőségi problémái közé sorolja. A likvációs repedésre való hajlamot az alapfém kémiai összetétele, a szegregáció, a szemcseméret, a csúcshőmérséklet és a hő okozta alakváltozás befolyásolja. A durva szemcsék hosszú szemcsehatár-utakat biztosítanak, míg az ismételt hőciklusok újra megolvaszthatják vagy meggyengíthetik a korábban felhevített régiókat. A meghatározó hajtóerő a nagy hőmérsékleten történő lehűlés során fellépő húzó alakváltozás, nem pedig a megszilárdulás után felhalmozódott diffúzióképes hidrogén.

Az újramelegedési repedés egy későbbi hőhatás során alakul ki, jellemzően feszültségmentesítő hőkezelés vagy magas hőmérsékleten történő üzemeltetés közben. A repedés szilárd állapotban bekövetkező, gyakran szemcsehatárok menti tönkremenetel egy korábban hegesztett HAZ-ban vagy varratrégióban. A kiválás és a helyreállás megerősítheti a szemcsék belsejét, miközben a szemcsehatárok viszonylag gyengék maradnak; a maradó feszültség relaxációja és a kúszási alakváltozás ezt követően ezekre a határokra koncentrálja az alakváltozást. A repedésérzékenység bizonyos ötvözetrendszerekhez, valamint szennyező- vagy kiválási feltételekhez kapcsolódik, ezért pusztán a hegesztés jelenlétéből vagy a szobahőmérsékleten mért keménységből nem következtethető ki.

A Grade 91 jól szemlélteti, miért kell a HAZ-ot több mikroszerkezeti régió összességeként kezelni. Az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a Grade 91 hajlamos a Type IV repedésre az alapfém HAZ-jában, különösen a finomszemcsés és az interkritikus régiókban. A Type IV károsodás üzemi hőmérsékleten bekövetkező kúszási tönkremenetel, nem pedig közönséges hidrogén okozta hidegrepedés. A szimulált hőciklusok azt mutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot. A következő menet újramelegedése és a PWHT tovább módosítja a kiválásokat, a megeresztési állapotot és a helyi szilárdságot, ezért a végső repedésérzékenység a teljes hegesztési hőtörténettől függ.

### Lemezlamellás szakadás és a lemezvastagság irányában fennálló érzékenység

A lemezlamellás szakadás az alapfém olyan repedési mechanizmusa, amely a hengerelt lemez felületére merőleges húzó alakváltozáshoz kapcsolódik. Általában befogott varrat alatt alakul ki, különösen T-kötésnél, sarokkötésnél vagy nagy méretű csatlakozó elem esetén, amikor a varrat zsugorodása a lemezt a vastagságán keresztül húzza. A repedési út általában lépcsőzetes vagy teraszos jellegű: a repedés a megnyúlt zárványokon keresztül halad, és azokat képlékeny nyírási régiókkal kapcsolja össze.

A meghatározó anyagtulajdonság a lemezvastagság irányában mért duktilitás, nem pedig egyszerűen a keresztirányú szakítószilárdság vagy a HAZ keménysége. A hengerelt lemez nemfémes zárványokat tartalmaz — történetileg mangán-szulfidot, továbbá az acélgyártási technológiától függően oxid- vagy szilikátzárványokat —, amelyek a hengerlés során ellapulnak és rendezett sorokba igazodnak. Ezek a zárványok üregképződési gócként működnek, amikor a lemezt rövid keresztirányban terhelik. A kevesebb vagy kevésbé súlyos zárványsorokat tartalmazó tiszta acél kevésbé hajlamos a jelenségre, míg a nagy befogás, a vastag lemez, a nagy varratmennyiség és a kedvezőtlen kötéskialakítás növeli a lemezvastagság irányában fellépő alakváltozást.

A lemezlamellás szakadás a HAZ alatt, az alapfémben is megindulhat, és összetéveszthető a HAZ repedésével, mivel a repedés a varrat közelében helyezkedik el. Hajtóereje a lemezvastagságon keresztül ható varratzsugorodási alakváltozás és kényszer; a hidrogén nem meghatározó feltétel. Kemény martenzites HAZ-ra sincs szükség. A metallográfiai helyzet, a repedés morfológiája, a zárványok elrendeződése és az alkalmazott alakváltozás iránya különbözteti meg a hidrogén okozta repedéstől és a likvációs repedéstől.

#### Az előmelegítés technológiafüggő

Az előmelegítést nem szabad univerzális megoldásként kezelni. A túlzott előmelegítés megnövelheti a hevített tartományt, elősegítheti a szemcsenövekedést vagy a lágyulást, valamint megzavarhatja a kiválással erősített, illetve az edzett és megeresztett acélok tulajdonságait.

A kialakítás és a technológia módosításával csökkenthető az alakváltozás: a kötéseket úgy kell elrendezni, hogy elkerülhető legyen a lemezvastagság irányában történő húzás, csökkenteni kell a túlzott varratmennyiséget, megfelelő kötéskialakítást kell alkalmazni, szabályozni kell a befogást, és ahol elő van írva, igazolt lemezvastagság-irányú tulajdonságokkal rendelkező lemezt kell választani. Egy olyan javítóhegesztés, amely csupán a látható felületi jelzést távolítja el, figyelmen kívül hagyhatja a felszín alatti, zárványokhoz kapcsolódó repedést. A vizsgálatnak a csatlakozó elem körüli teljes lemeztérfogatra ki kell terjednie, nem csupán a fúziós vonalra.

## 7. Előmelegítés, rétegközi hőmérséklet-szabályozás és hegesztési eljárásváltozók

### Az előmelegítés metallurgiai célja

Az előmelegítés hőtechnikai szabályozási eszköz, nem pedig a HAZ-problémák egyetemes megoldása. Megemeli a kötés hőmérsékletét az ívhő bevitele előtt, ezáltal csökkenti a hegesztési ömledék és a környező acél közötti hőmérséklet-gradienst. Közvetlen eredménye, hogy lassul a lehűlés az átalakulási tartományon keresztül. Ferrites acélokban ez a változás az összetételtől, az edzhetőségtől, a korábbi ausztenitszemcse-mérettől és a tényleges hőciklustól függően megakadályozhatja a túl kemény martenzites vagy bainites HAZ kialakulását.

Hasznos jellemző a Δt8/5: az az idő, amely alatt a hegesztett szerkezet egy pontja 800 °C-ról 500 °C-ra hűl le. Ez az időtartam számos acél esetében az ausztenitbomlás fontos részét fedi le, noha nem ír le teljes körűen minden ötvözetet vagy hegesztési állapotot. A rövid Δt8/5 általában gyors lehűlésre és kemény, rideg átalakulási termékek nagyobb kockázatára utal; a hosszabb időtartam nagyobb mértékű diffúziós átalakulást és megeresztési hatásokat tesz lehetővé. A National Institute of Standards and Technology (NIST) jelentése szerint a csővezetékacél Δt8/5 értéke függ a hőbeviteltől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől mért távolságtól és a falvastagságtól. Az előmelegítés ezt az összefüggést a kezdeti hőmérséklet és az alapanyagba irányuló hőáram megváltoztatásával módosítja.

Az előmelegítés a hidrogén kezelését is elősegíti. A nedvesség, a felületi szennyeződések, a fogyóanyagok vagy a védőgázzal kapcsolatos problémák révén bejutó hidrogén eltávozhat az ausztenites vagy kemény HAZ-régiókból, mielőtt az acél alacsony hőmérsékletre hűlne. Ez csökkenti annak a hidrogénnek a koncentrációját, amely egyesülhet a húzó maradó feszültséggel és az érzékeny mikrostruktúrával. A hatás feltételes. Az előmelegítés nem képes ellensúlyozni a nedves elektródákat, a szennyezett illesztési felületeket, a túlzott befogást vagy az olyan acélt, amelynél az eljárás elfogadhatatlan keménységet eredményez. A hidrogén okozta repedés önálló mechanizmus, nem pedig minden hegesztés közelében megjelenő repedés gyűjtőneve.

Hőmérsékleti kifejezések, amelyeket nem szabad egymással felcserélhetőnek tekinteni.
| Hőmérsékleti kifejezés | Alkalmazási időpont | Cél |
|---|---|---|
| Előmelegítési hőmérséklet | A hegesztés vagy egy meghatározott hegesztési szakasz megkezdése előtt | A kezdeti termikus állapot beállítása |
| Rétegközi hőmérséklet | Közvetlenül a következő menet lerakása előtt | A menetek közötti hőfelhalmozódás szabályozása |
| Előmelegítés-fenntartási hőmérséklet | Megszakítás alatt vagy műveletek között | Megakadályozza, hogy a kötés a meghatározott minimumérték alá hűljön |
| PWHT-hőmérséklet | Egy későbbi hegesztés utáni hőkezelés során | Külön mérését és szabályozását igényli |

A szükséges hőmérsékletet ezért az acél kémiai összetétele, a termék vastagsága, a befogás, a hidrogén szabályozása, a hegesztési eljárás és az eljárásminősítés alapján kell megválasztani. A túlzott előmelegítésnek saját hátrányai vannak. Annyira meghosszabbíthatja a lehűlési időt, hogy szemcsedurvulást, a helyi szilárdság csökkenését, megeresztett acélokban túlzott meglágyulást, valamint a magas hőmérsékletnek kitett régió növekedését okozza. Edzett és megeresztett acélok esetében a túl magas hőciklus megeresztheti az alapfém HAZ-részét. Kiválásosan szilárdított vagy kúszásálló minőségeknél megzavarhatja a tervezett kiválásos fázisállományt.

A HAZ térben továbbra is rétegzett marad, még egyetlen meghatározott előmelegítési érték mellett is. A fúziós határhoz legközelebb egy hagyományos acélban a magas csúcshőmérsékletek hatására durvaszemcsés régió alakulhat ki. Távolabb a szemcsefinomodott, az interkritikus, valamint a megeresztett vagy túlhevítetten megeresztett régiók eltérő csúcshőmérsékletet és átalakulási utakat tapasztalnak. A TWI ezt a négy, hagyományos acélokra jellemző részterületet a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján azonosítja. Az előmelegítés módosítja a lehűlési előzményeket, de nem teszi ezeket a régiókat metallurgiai szempontból azonossá.

### A rétegközi hőmérséklet és a hőfelhalmozódás

Az előmelegítési hőmérséklet a kötésben a hegesztés megkezdése előtt, illetve egy meghatározott hegesztési szakasz megkezdése előtt kialakított minimális hőmérséklet. A rétegközi hőmérséklet a hegesztési terület hőmérséklete közvetlenül a következő réteg lerakása előtt. Az előmelegítés-fenntartási hőmérséklet olyan minimális hőmérséklet, amelyet a hegesztés megszakításakor, illetve akkor kell fenntartani, amikor a kötést a műveletek között melegen kell tartani. Ezeket a fogalmakat nem szabad egymással felcserélhetőként kezelni.

A rétegközi hőmérséklet szabályozza a hőfelhalmozódást. Többrétegű hegesztésnél a második és az azt követő rétegek újrahevítik az előző hegesztési fémet és a szomszédos HAZ-t. A magas rétegközi hőmérséklet azt jelenti, hogy a következő hőciklus magasabb kezdeti hőmérsékletről indul, ami rendszerint lassítja a lehűlést és csökkenti a Δt8/5 értékét. Emellett az előző rétegeket ismételt megeresztésnek vagy részleges újraaustenitesedésnek teheti ki. Az így kialakuló mikrostruktúrában egymástól akár csak néhány milliméterre is eltérő keménységű és szívósságú keskeny sávok jelenhetnek meg.

A maximális rétegközi határérték gyakran ugyanolyan fontos, mint a minimális előmelegítési követelmény. Túllépése esetén a felhalmozódott hő túlzott szemcsedurvulást, meglágyulást vagy csökkent szívósságot okozhat, különösen edzett és megeresztett, valamint kúszásálló acélokban. Ha a hőmérséklet a meghatározott minimum alá esik, visszatérhet a gyors lehűlés és a hidrogén okozta repedés kockázata. A megfelelő érték eljárásspecifikus, nem pedig a hegesztési eljárás állandó jellemzője.

A 91-es minőség jól szemlélteti, miért vezetnek félre az egyszerű hőmérsékleti szabályok. Az ASM International és az EPRI 2016-os tanulmánya a IV. típusú repedést az alapfém HAZ-részében írja le, különösen a finomszemcsés és az interkritikus régiókban. Ezek a régiók nem az egyszerűsített ábrákon gyakran bemutatott durvaszemcsés sávok. A szimulált hőciklusok azt is kimutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot. Az ismételt rétegközi újramelegítés egyes martenzitrészeket megereszthet, miközben máshol új interkritikus anyagot hozhat létre; ezért egy előírásnak megfelelő rétegközi hőmérséklet-leolvasás önmagában nem bizonyítja a IV. típusú károsodással szembeni ellenállást.

Ugyanez az elv érvényes a rozsdamentes acélokra is. A TWI 2002-es, szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztési varrataival foglalkozó tanulmánya a HAZ mikrostruktúráit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel és a szulfidfeszültség okozta repedéssel, továbbá az egymást követő rétegek általi újramelegítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) összefüggésben vizsgálta. A helyi újramelegítés megváltoztathatja a króm eloszlását, a martenzit megeresztődését és a korróziós viselkedést. A HAZ szabályozása ezért nemcsak a keménységre és a repedésre, hanem az üzemelés közbeni károsodásra is kiterjed.

### EN 1011-2 és ISO 13916:2025

Az EN 1011-2 ajánlásokat ad ferrites acélok ívhegesztéséhez. Hatálya ferrites acélokra terjed ki, és kizárja a ferrites rozsdamentes acélokat. A dokumentum olyan hegesztési eljárási tényezőkkel foglalkozik, mint a hidrogén szabályozása, a hőbevitel, az előmelegítés és a lehűlési feltételek, ezáltal segíti a mérnököt a HAZ keménységének és a hidegrepedési kockázatnak az értékelésében. Útmutatást ad a hegesztési eljárás kiválasztásához és szabályozásához, de nem helyettesíti a minősítés bizonyítékait vagy az adott anyagminőségre vonatkozó követelményeket.

Az ISO 13916:2025 a mérésre, nem pedig egy eljárás teljes metallurgiai megtervezésére vonatkozik. A szabvány a fúziós hegesztés során végzett előmelegítési, rétegközi és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérésére vonatkozó követelményeket határozza meg. Nem terjed ki a PWHT-hőmérséklet mérésére. Ennek a kizárásnak jelentősége van: a hegesztési réteg előtt rögzített hőmérséklet nem bizonyítja, hogy egy későbbi feszültségmentesítő vagy megeresztő kezelés elérte-e a meghatározott hőmérsékletet vagy az előírt egyenletességet.

A mérés helyének és időzítésének azt az anyagrészt kell reprezentálnia, amely a hegesztés hőciklusát meghatározza, nem pedig pusztán a legmelegebb, könnyen hozzáférhető felületet. A hőmérséklet a vastagság mentén és a kötés körül változhat, különösen befogott szakaszok, csatlakozó elemek és vastag falú szerkezeti elemek esetében. Az eljárásnak meg kell határoznia, mikor és hol történik a leolvasás, valamint a megengedett minimális vagy maximális értéket.

A hőbevitel és a rétegrend további szabályozási szintet jelent. Az ívenergiát általában az áramerősséggel, a feszültséggel és a haladási sebességgel hozzák összefüggésbe, miközben az eljárás hatásfoka és a varratgeometria befolyásolja a munkadarabba ténylegesen átadott hőt. A nagyobb hőbevitel általában szélesíti a felhevített zónát és meghosszabbítja a lehűlési időt, de a kötés geometriája, a lemezvastagság és a befogás megfordíthatja az egyszerű előrejelzést. A keskeny, egyenes varratszakaszok egymás utáni elhelyezése, a széles kígyóvarrat, a váltott oldali hegesztés vagy a tervezett rétegközi szünetek módosítják, hogy mely régiók és mikor kerülnek újrahevítésre. Következésképpen két azonos névleges előmelegítéssel készült hegesztés HAZ-szemcsemérete, keménysége, szívóssága és repedésre való hajlama tekintetében eltérhet egymástól. A hegesztési eljárásnak a teljes hőtörténetet, nem pedig egyetlen hőmérséklet-leolvasást kell szabályoznia.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/3493078c-aebe-4e73-b398-1d30ba71f2d1/wiki-inline-a-multipass-steel-weld-showing-overlapping-thermal-cycles-that-reheat-and-modify-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/3493078c-aebe-4e73-b398-1d30ba71f2d1/wiki-inline-a-multipass-steel-weld-showing-overlapping-thermal-cycles-that-reheat-and-modify-1920x1288.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")Later passes can temper, refine or partially reaustenitize material altered by earlier passes.

## 8. Többmenetes hegesztés: újramelegítés, megeresztés és a HAZ átfedése

#### A következő menet általi újrahevítés hatásai

- **Megeresztődés** Egy alacsonyabb hőmérsékletű ciklus csökkentheti a martenzites keménységet és a maradó feszültséget.
- **Finomodás** Egy későbbi ausztenites ciklus új, finomabb ausztenitszemcséket hozhat létre.
- **Részleges újraausztenitesedés** Egy interkritikus ciklus a korábbi szerkezetnek csak egy részét alakítja át.
- **Túleresztődés** Az ismételt szubkritikus hőhatás eldurvíthatja a karbidokat vagy kiválásokat, és csökkentheti a szilárdságot.

A többmenetes hegesztés nem egyetlen, a beolvadási határ mellett elhelyezkedő, állandó HAZ-t hoz létre. Minden menet újabb hőciklust eredményez, és az adott menet hőmérséklet-tere átfedésbe kerül a korábbi menetek által már módosított anyagrészekkel. Egy korábban durvaszemcsés HAZ-rész később az alsó kritikus hőmérséklet alá melegedhet, és megeresztődhet; egy másik régiót az interkritikus tartományba melegíthetünk, ahol a ferrit egy része ausztenitté alakul; a későbbi beolvadási határhoz közelebb eső anyag pedig teljesen újraaustenitesedhet, majd lehűléskor ismét átalakulhat.

A végső keresztmetszet ezért nem egyetlen eseményt, hanem eseménysorozatot rögzít. Mind számít a csúcshőmérséklet, a hőmérsékleten eltöltött idő, a transzformációs tartományon való áthűlés, valamint az újramelegítési ciklusok száma és egymástól való távolsága. A TWI a hagyományos acélok HAZ-régióit a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján szemcsedurvult, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult és megeresztett zónákra osztja. Többmenetes kötésben ezek a megnevezések több menet helyi hatásaira utalnak, nem feltétlenül négy állandó, párhuzamos sávra.

### A korábbi HAZ-régiók újramelegítése a következő menet által

Egy következő varratréteg újramelegíti az előző hegesztési fémet és a korábbi HAZ egy részét. Ennek mértéke függ a varratréteg méretétől, a hegesztési sebességtől, az ívenergiától, a kötés geometriájától, a lemez vagy falvastagságtól, a közbenső hőmérséklettől és a menet helyétől. A hőbevitel és a hővezető képesség szabályozza, hogy a környező fém milyen gyorsan éri el az adott hőmérsékletet, míg az új beolvadási határtól mért távolság meghatározza a csúcshőmérsékletet. Ugyanaz a pont az egyik menet során magas hőmérsékletű, a következő menet során pedig alacsonyabb hőmérsékletű megeresztési ciklust élhet át.

A gyakorlati hűlési paraméter, a Δt8/5, azt az eltelt időt jelöli, amely alatt az anyag 800 °C-ról 500 °C-ra hűl. Ott hasznos, ahol az acél ebben a tartományban ausztenitbomláson megy keresztül, de nem ad teljes leírást a többmenetes hőelőzményről. A National Institute of Standards and Technology csővezetékekkel foglalkozó jelentése a Δt8/5 értékét a hőbevitellel, a kémiai összetétellel, a hegesztéstől mért távolsággal és a falvastagsággal hozza összefüggésbe. Ez nem jelenti azt, hogy egy kötés minden pontjához egyetlen közös hűlési idő tartozna. A szomszédos pontok ciklusai jelentősen eltérhetnek egymástól, és a későbbi menetek módosíthatják az első ciklus által létrehozott szerkezetet.

Egy gyengén ötvözött ferrites acél esetében az első menet a beolvadási határ mellett durva, korábbi ausztenitszemcséket hozhat létre. Ha egy későbbi menet csúcshőmérséklete az ausztenites tartományba esik, az új ausztenitszemcsék kialakulása révén finomíthatja ezt a szerkezetet; ennek mértéke a helyi csúcshőmérséklettől és a ciklus időtartamától függ. Ha a későbbi csúcshőmérséklet csak az interkritikus tartományt éri el, az eredeti ferrit egy része ausztenitté alakul. Lehűléskor ez a hányad friss bainitté, martenzitté vagy más átalakulási termékké válhat, miközben az át nem alakult mátrix megőrzi korábbi jellemzőinek egy részét. Egy alacsonyabb hőmérsékletű ciklus egyáltalán nem feltétlenül austenitesíti újra az acélt, de megeresztheti a martenzitet, illetve meglágyíthat egy korábban megkeményedett régiót.

Ezért a hegesztési eljárás szabályozása nem korlátozható a névleges ívenergiára. A közbenső hőmérséklet megváltoztatja az egyes menetek kiindulási hőmérsékletét, és lerövidítheti a tényleges hűlési időközt. Az ISO 13916:2025 a hegesztés előmelegítési, közbenső és előmelegítés-fenntartási hőmérsékletének mérését írja elő ömlesztő hegesztés során; kifejezetten kizárja a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérését. Az EN 1011-2 a ferrites acélok ívhegesztésével foglalkozik — a ferrites rozsdamentes acélok kivételével —, és útmutatást ad a vonatkozó ferrites acélminőségek hegesztési körülményeinek szabályozásához.

### Megeresztett és túlhegesztett szerkezetek

Az alsó kritikus átalakulási hőmérséklet alatti újramelegítés megeresztheti a martenzites vagy bainites HAZ-t anélkül, hogy új ausztenites tartomány alakulna ki. A szén újraeloszlik, az átmeneti karbidok kialakulhatnak vagy módosulhatnak, a maradó feszültségek csökkennek, és a keménység rendszerint mérséklődik. Az így létrejövő szerkezet nagyobb ellenállást tanúsíthat a hidrogén okozta repedéssel szemben, mint a frissen edzett martenzites régió, a változás azonban a szilárdságot is csökkentheti. Az eredmény az eredeti szerkezeti alkotótól, az újramelegítési hőmérséklettől, a hőntartási időtől és a ciklusok számától függ.

A „megeresztett HAZ” ezért nem egyetlen mikroszerkezetet jelent. Egy rövid, viszonylag alacsony hőmérsékletű ciklus korlátozott megeresztést eredményezhet, míg egy magasabb hőmérsékletű vagy ismételt ciklus jelentős karbiddurvulást és a kiválásos szilárdítás csökkenését okozhatja. A „túlmegeresztett” kifejezés azt jelzi, hogy a hőhatás a tulajdonságokat a kívánt megeresztési állapoton túl csökkentette. Edzett és megeresztett acélokban ez a meglágyult zóna helyi szilárdsági minimumot képezhet. Kúszásálló acélokban az újramelegítés megzavarhatja a hosszú távú szilárdságot biztosító, gondosan szabályozott kiváláseloszlást.

A Grade 91 jól szemlélteti annak veszélyét, ha a meglágyulást automatikusan kedvezőnek tekintjük. Az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a Grade 91 hajlamos a IV. típusú repedésre az alapfém HAZ-jában, különösen a finomszemcsés és az interkritikus régiókban. A hőciklus-szimulációk azt mutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot. A kritikus hely nem csupán a jól láthatóan durvaszemcsés régió: az interkritikus tartományon való ismételt áthaladások finomszemcsés, részlegesen átalakult szerkezetet hozhatnak létre, amely kedvezőtlen kúszási alakváltozási és károsodási viselkedéssel jár. A későbbi hegesztési menetek egyes martenzites részeket megereszthetnek, miközben ezt a sérülékeny régiót is létrehozhatják vagy kiszélesíthetik.

A hegesztés utáni hőkezelés újabb, az egész kötésen végigfutó, szabályozott hőciklust jelent. Megeresztheti a kemény átalakulási termékeket és csökkentheti a maradó feszültséget, ugyanakkor elősegítheti a karbidok vagy kiválások módosulását, megváltoztathatja a keménységgradienseket, és a már újramelegített régiókat további károsodásnak teheti ki. A PWHT-t ezért az acélminőség, a vastagság, a hegesztési eljárás és az üzemi körülmények figyelembevételével kell előírni, nem pedig abból kiindulni, hogy automatikusan megszünteti a HAZ különbségeit.

A szupermartenzites rozsdamentes acélok ugyanezt szemléltetik, miközben korróziós hatásokkal is kiegészítik a képet. A TWI 2002-es vizsgálata ezen acélok HAZ-mikroszerkezeteit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi menetek általi újramelegítéssel és a PWHT-vel összefüggésben vizsgálta. Egy következő menet megeresztheti a frissen kialakult martenzitet, részlegesen újraaustenitesítheti a korábbi régiót, vagy keskeny újramelegített sávban vegyes szerkezetet hozhat létre. Ezek a változások hatással vannak a króm megoszlására, a karbidképződésre, a keménységre, a maradó feszültségre és a felület elektrokémiai viselkedésére. A kisebb keménység mérsékelheti az egyik repedési hajlamot, miközben a helyi összetétel- vagy fázisváltozások ronthatják a korrózióállóságot, illetve hidrogént tartalmazó üzemi környezetben érzékeny repedési útvonalat hozhatnak létre.

### Miért tartalmaz egy hegesztési keresztmetszet átfedő hőelőzményeket?

Egy többmenetes kötés keresztmetszetét a hőmérsékleti csúcsok és a hűlési utak térképeként kell értelmezni. Egy menet közelében a fém megolvadhatott vagy teljesen újraaustenitesedhetett. Távolabb elérhette a szemcsenövekedési, a szemcsefinomodási vagy az interkritikus tartományt, illetve csak a megeresztési hőmérsékletet. A következő menet eltolja ezeket a határokat, és újabb zónarendszert helyez rájuk. Ezek a zónák görbültek, eltolódnak és részben egybeesnek, nem pedig szabályosan egymásra helyezett rétegeket alkotnak.

A 91-es minőségű acél HAZ-tartományai és fő metallurgiai problémáik.
| 91-es minőségű acél HAZ-tartománya | Termikus előzmény | Jelzett probléma |
|---|---|---|
| Durvaszemcsés | Magas hőmérsékletű, teljes ausztenitesedés szemcsenövekedéssel | Durva átalakult szerkezet és lehetséges szívósságvesztés |
| Finomszemcsés | Teljes vagy jelentős ausztenitesedés kifejezett szemcsenövekedés nélkül | A IV. típusú repedésre érzékeny alapfém-HAZ része |
| Interkritikus | Részleges átalakulás Ac1 és Ac3 között | Ferritképződés és csökkent magas hőmérsékletű húzószilárdság |
| Túleresztett | Szubkritikus újrahevítés | Lágyulás és megváltozott kiválási állapot |

Az átfedés több léptékben is inhomogén tulajdonságokat eredményez. A keménység megnőhet ott, ahol a gyors lehűlés martenzitet hoz létre, csökkenhet ott, ahol a martenzit megeresztődik, majd ismét változhat ott, ahol egy későbbi ciklus friss, még nem megeresztett átalakulási termékeket hoz létre. A szívósság a szemcsemérettől, a fázisegyensúlytól, az átalakult hányad széntartalmától és a helyi maradó feszültségtől függ; önmagában a hegesztéstől mért távolságból nem állapítható meg. A repedésre való hajlam szintén pontról pontra változik. Az ESDEP a HAZ cseppfolyósodási repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegedési repedést az acélszerkezetek hegeszthetőségének egymástól különböző problémáiként azonosítja, míg a dermedési repedés a hegesztési fémben alakul ki, a lemezes tépődés pedig a lemezvastagság irányában érvényes duktilitással függ össze. Az újramelegítés nem teszi ezeket a mechanizmusokat egymással felcserélhetővé.

Ugyanez a térbeli gradáció szabályozza a korróziót és az üzemi repedést a rozsdamentes acélból készült hegesztésekben. Egy újramelegített sáv keménysége, passzívfilmjének stabilitása, kiválásainak mennyisége és húzófeszültsége eltérhet a szomszédos anyagétól. Következésképpen a metallográfiai vizsgálatok és a keménységmérések helyét a tényleges varratréteg-sorrend figyelembevételével kell meghatározni. Egyetlen, a beolvadási határon végzett mérés nem feltétlenül mutatja ki a meglágyult interkritikus sávot, az újramelegített martenzites sávot vagy a túlhegesztett régiót, amely a tönkremenetelt meghatározza.

## 9. A Grade 91 és az IV-es típusú repedés

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/fcab1c5a-16d2-4ad0-85d5-4ef82134a82e/wiki-inline-a-grade-91-steel-haz-microstructure-contrasting-coarse-grained-fine-grained-and-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/fcab1c5a-16d2-4ad0-85d5-4ef82134a82e/wiki-inline-a-grade-91-steel-haz-microstructure-contrasting-coarse-grained-fine-grained-and-1920x1434.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")In Grade 91, Type IV damage is associated especially with fine-grained and intercritical base-metal HAZ regions.

A Grade 91 hasznos esettanulmány, mivel hegeszthetőségi problémája nem korlátozódik a látható ömledékhatárra. Ez az acél edzett-martenzites, kúszásálló ötvözet, amelyet általában **Grade 91**-ként, csövek esetében **P91**-ként, kazáncsövek esetében pedig **T91**-ként jelölnek; hozzávetőleg 9% krómot, valamint többek között molibdént, vanádiumot, nióbiumot és nitrogént tartalmaz. Magas hőmérsékleten mutatott szilárdsága stabil kiválásokkal — különösen karbonitridekkel és a hosszú idejű megeresztéshez kapcsolódó, krómban gazdag karbidpopulációval — rendelkező, finoman megeresztett martenzites szerkezettől függ.

A hegesztés ezt gondosan kialakított szerkezetet lokális hőciklusok sorozatával váltja fel. Az ömledékvonal közvetlen közelében lévő hely teljesen ausztenitesedhet, majd durva martenzitté alakulhat. Kissé távolabb a csúcshőmérséklet finomíthatja az ausztenitet anélkül, hogy ugyanilyen mértékű szemcsenövekedést okozna. Még távolabb az eredeti mikroszerkezetnek csak egy része alakulhat át. Ennek eredménye nem egységes sáv, hanem fokozatosan változó HAZ.

A **2016-ban közzétett ASM-EPRI Grade 91 vizsgálat** az IV-es típusú repedéssel szembeni érzékenységet az alapfém HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és interkritikus tartományokban azonosította. Ez a megkülönböztetés fontos. A törési felület lehet a hegesztés közelében, de a hegesztéshez való közelség önmagában nem teszi az ömledékhatárt a meghatározó metallurgiai helyszínné.

### A Grade 91 finomszemcsés és interkritikus HAZ-tartományai

A finomszemcsés HAZ ott alakul ki, ahol a csúcshőmérséklet meghaladja az ausztenit-átalakulási tartományt, de nem elég magas — vagy nem elég hosszú ideig áll fenn — ahhoz, hogy az ausztenites alapkrisztallitoknak a durvaszemcsés HAZ-ban tapasztalható növekedését okozza. A hegesztés egyes kiválásokat felold, illetve újraeloszt, majd a gyors lehűlés friss martenzitet hoz létre. Mivel az ausztenites alapkrisztallitok kisebbek, mint a durvaszemcsés tartományban, az átalakult packet- és blokkszerkezet is eltérő. A gyártás és az üzemelés során végbemenő megeresztés ezután olyan tartományra hat, amelyben az eredeti kiváláseloszlás és szemcsegeometria már megváltozott.

Az interkritikus HAZ alacsonyabb csúcshőmérséklet-tartományban helyezkedik el. A hegesztési hőciklus során az anyagnak csak egy része kerül az ausztenites tartományba; a fennmaradó rész megeresztett Grade 91-szerkezetét megtartja. Lehűléskor az újonnan kialakult ausztenit az átalakulatlan vagy részben megeresztett anyag mellett alakul át. Ez kevert mikroszerkezetet hoz létre, amelyben lokális különbségek alakulnak ki a keménységben, a széneloszlásban, a kiválások állapotában és a kúszásállóságban. Az interkritikus zóna ezért mechanikailag gyengébb lehet akkor is, ha keménysége alapján nem azonosítható a HAZ legszembetűnőbb részeként.

A TWI a hagyományos acélok HAZ-ának részterületeit szemcsedurvult, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult és megeresztett zónaként írja le; besorolásuk a csúcshőmérsékleten és a hegesztéstől mért távolságon alapul. A NIST a csővezeték-acélok HAZ-a esetében a kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlemelegített zóna kifejezéseket használja. Az elnevezések nem minden ötvözetrendszerben felcserélhetők, de az alapelv a Grade 91-re is érvényes: minden helyzet eltérő hőtörténetet rögzít.

A lehűlés ugyanilyen fontos. A gyakorlati **Δt8/5** paraméter azt az időt írja le, amely alatt a hegesztett tartomány 800 °C-ról 500 °C-ra hűl. A NIST megközelítése a Δt8/5 értékét a hőbevitellel, az acél kémiai összetételével, a hegesztéstől mért távolsággal és a falvastagsággal hozza összefüggésbe. Ezek a változók módosítják az átalakulási kinetikát és a hegesztés által előidézett megeresztés mértékét. A Grade 91 HAZ-a ezért nem értékelhető kizárólag a csúcshőmérséklet alapján.

A TWI szerint a HAZ mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon keresztüli lehűlési sebességtől, az összetételtől és az edzhetőségtől, valamint az ausztenites alapkrisztallitok méretétől függ. A Grade 91 esetében ugyanezek a változók határozzák meg, hogy egy lokális tartományban kemény, friss martenzit alakul-e ki, további megeresztés megy-e végbe, vagy kevert interkritikus szerkezet fejlődik-e ki. A keménység eloszlásának vizsgálata hasznos, de nem nyújt teljes képet a kúszás okozta károsodásról vagy az IV-es típusú repedéssel szembeni érzékenységről.

### Ferritképződés és magas hőmérsékletű szilárdság

Az ASM-EPRI vizsgálat szimulált Grade 91 hegesztési hőciklusokat is elemzett, és arról számolt be, hogy **a ferritképződés az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot**. Ez a megfigyelés az IV-es típusú probléma számára konkrétabb metallurgiai alapot ad annál az általános kijelentésnél, hogy a hegesztés „gyengíti a HAZ-t”.

A ferrit lágyabb és kevésbé kúszásálló, mint az a megeresztett martenzites mátrix, amely a Grade 91 magas hőmérsékleten mutatott szilárdságát biztosítja. Kialakulása együtt járhat a szén és az ötvözőelemek lokális újraeloszlásával, a kiválások stabilitásának változásával, valamint a gondosan szabályozott léces martenzites szerkezet elvesztésével. Tartós terhelés alatt a deformáció ebben a megváltozott tartományban koncentrálódhat. A környező hegesztett fém, az érintetlen alapfém és a HAZ keményebb területei ezután korlátozzák ezt a deformációt, növelve a finomszemcsés vagy interkritikus anyagra ható lokális feszültség- és alakváltozási igényt.

Az eredmény tehát nem egyszerűen keménységkülönbség. A magas hőmérsékletű szakítóviselkedés függ a mikroszerkezet képlékeny folyással és kúszással szembeni ellenállásától, a kiválások fejlődésétől, a szemcse- és alszemcseszerkezettől, valamint a deformáció hegesztett kötésen belüli eloszlásától. Egy közepes mért keménységű tartomány hosszú távú szilárdsága mégis gyenge lehet, ha kúszásállóságát részleges átalakulás vagy ferritképződés csökkentette.

IV. típusú repedés **IV. típusú repedés** Az alapfém HAZ-ának meggyengült finomszemcsés és interkritikus tartományaihoz kapcsolódó, üzemi hőmérsékleten bekövetkező kúszási tönkremenetel, különösen 91-es minőségű acél esetén.

Ezt a megállapítást nem szabad általános élettartambecsléssé alakítani. Egy hegesztett Grade 91 alkatrész viselkedése függ a feszültségtől, a hőmérséklettől, a geometriától, a hegesztési eljárástól, a befogási viszonyoktól, a hegesztés utáni hőkezeléstől, az üzemelési előzményektől és a HAZ-mikroszerkezetek tényleges eloszlásától. A hőciklus-szimulációk mechanizmust állapítanak meg és veszélyeztetett tartományt azonosítanak; önmagukban azonban nem határozzák meg, hogy egy adott edény, cső vagy csővezeték mikor fog meghibásodni.

Az előmelegítés, a közbenső rétegek közötti hőmérséklet szabályozása és a hegesztési hőbevitel továbbra is fontos, mivel hatással vannak a hőciklusokra és az átalakulási viselkedésre. Az **ISO 13916:2025** a fúziós hegesztés során alkalmazott előmelegítési, közbenső rétegek közötti és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését határozza meg, de kifejezetten kizárja a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérését. Ez a megkülönböztetés fontos a Grade 91 alkalmazásoknál: a hegesztési hőmérséklet szabályozása és a PWHT egymással összefüggő, de nem azonos mérési követelmények.

### Miért az alapfém HAZ-ának problémája az IV-es típusú tönkremenetel?

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/fcab1c5a-16d2-4ad0-85d5-4ef82134a82e/wiki-inline-a-grade-91-steel-haz-microstructure-contrasting-coarse-grained-fine-grained-and-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/fcab1c5a-16d2-4ad0-85d5-4ef82134a82e/wiki-inline-a-grade-91-steel-haz-microstructure-contrasting-coarse-grained-fine-grained-and-1920x1434.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")In Grade 91, Type IV damage is associated especially with fine-grained and intercritical base-metal HAZ regions.

Az IV-es típusú repedés általában a finomszemcsés és interkritikus **alapfém HAZ-ában** kialakuló kúszás okozta károsodással hozható összefüggésbe. Ezért félrevezető általános „hegesztési repedésként” leírni, vagy okát automatikusan az ömledékhatárhoz rendelni. A hegesztés biztosíthatja a hőhatást és a kötés geometriáját, de az érzékeny mikroszerkezet rendszerint a szomszédos alapanyagban jön létre.

Hosszú idejű üzemelés során a meggyengült HAZ-ban üregek csírázhatnak és növekedhetnek a szemcsehatárok mentén. A lokális alakváltozás felhalmozódása, a szemcsehatár-csúszás és a kiválások változásai hozzájárulnak a károsodás kialakulásához. A repedés megközelítőleg az átalakult HAZ-anyag és az erősebb szomszédos tartományok közötti határ mentén terjedhet, pontos útvonalát azonban a feszültségi állapot, a mikroszerkezet és a gyártási előzmények határozzák meg. Az ellenőrzésnek ezért ki kell terjednie az alapfém HAZ-ára, nem csupán a hegesztett fémre és az ömledékvonalra.

Ez a mechanizmus eltér a hidrogén okozta repedéstől, a dermedési repedéstől, a lamelláris szakadástól, a likvációs repedéstől és az újramelegedési repedéstől. Az ESDEP a szerkezeti acélok fő hegeszthetőségi problémái között említi a HAZ likvációs repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegedési repedést, de ezek a mechanizmusok eltérő metallurgiai és terhelési feltételek mellett következnek be. Az IV-es típusú károsodás elsősorban a Grade 91 veszélyeztetett HAZ-ában kialakuló, üzemi hőmérsékleten jelentkező kúszási probléma.

A megalapozott értékelés ezért egyesíti a hegesztési eljárás dokumentációját, a PWHT előzményeit, a hőciklusokra vonatkozó információkat, a keménységvizsgálatot és a mikroszerkezeti vizsgálatot az üzemi feszültségre és hőmérsékletre vonatkozó adatokkal. A ferrittel és a csökkent magas hőmérsékletű szakítószilárdsággal kapcsolatos ASM-EPRI-megállapítás segít megmagyarázni, miért érdemelnek a finomszemcsés és interkritikus tartományok kiemelt figyelmet. Nem indokolja azonban minden Grade 91 hegesztés egyformán érzékenyként való kezelését, és nem támasztja alá az alkatrészspecifikus bizonyíték nélküli, rögzített megengedett üzemidő meghatározását.

Az újramelegítés további tényezőt jelent. Egy későbbi hegesztési réteg megeresztheti, részlegesen átalakíthatja vagy más módon módosíthatja a korábbi HAZ-t, a PWHT pedig a keménység csökkentése mellett a kiválások és az alszerkezet állapotát is megváltoztathatja. Hasonló térbeli hatások más ötvözetekben is előfordulnak: a TWI szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztéséről szóló, 2002-es tárgyalása a HAZ-mikroszerkezeteket összefüggésbe hozza a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi rétegek általi újramelegítéssel és a PWHT-vel. Az anyagspecifikus meghibásodási mechanizmus változik, az irányadó alapelv azonban ugyanaz marad: a HAZ lokális hőtörténetek összessége, amelynek üzemi viselkedését tartományonként kell értékelni.

## 10. A HAZ korróziója és környezet által elősegített repedése

A hőhatásövezet (HAZ) szintén korróziós változó. A keménységvizsgálat azonosíthat egy erősen keményedett sávot, de nem mutatja meg, hogy kialakultak-e krómban gazdag kiválások, hogy a védő ötvözőelemek szegregálódtak-e, hogy a helyi ferrit- és martenzittartalom kiegyensúlyozott-e, illetve hogy a hegesztés húzó maradó feszültséget hagyott-e vissza. Ezek a részletek szabják meg a korrózióval és a környezet által elősegített repedéssel szembeni viselkedést.

Ezért a HAZ-t az üzemi környezet figyelembevételével kell értékelni. A kloridtartalmú víz, a szén-dioxid, a hidrogén-szulfid, az oldott oxigén, a savas kondenzátum és a magas hőmérsékletű gőz eltérő követelményeket támaszt. Ugyanaz a hőciklus száraz légköri kitettségben elfogadható lehet, savanyú termelési közegben azonban nem biztonságos, mivel a hidrogénfelvétel és a húzófeszültség együttesen hatást gyakorolhat a repedésre hajlamos mikroszerkezetre.

### A mikroszerkezet mint korróziós változó

A HAZ mikroszerkezete a beolvadási határtól mért távolsággal folyamatosan változik, nem pedig egyetlen éles határfelületen. A TWI a hagyományos acélok tartományait durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult és megeresztett zónaként írja le; ezeket a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján osztályozza. A National Institute of Standards and Technology (NIST) csővezeték-acélokra vonatkozó kezelése a szorosan kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlemeztett zóna kifejezéseket használja.

Mindegyik zóna eltérő korróziós viselkedést mutathat. A szemcsedurvulás megváltoztatja a szemcsehatárok sűrűségét és jellegét; az interkritikus hevítés részlegesen átalakítja az eredeti szerkezetet, és lehűlés után kemény, szénnel dúsult martenzitszigeteket hozhat létre; a megeresztés feloldhatja vagy durvít­hatja a szilárdságnövelő fázisokat, és módosíthatja a helyi elektrokémiai viselkedést. Rozsdamentes acélokban a fontos változások közé tartozhat a krómban gazdag karbidok melletti krómszegényedés, intermetallikus fázisok kiválása, delta-ferrit képződése vagy feloldódása, valamint a martenzit és ausztenit hányadának és kémiai összetételének változása.

A meghatározó hőtechnikai leírás nem egyszerűen a „hegesztési hőmérséklet”. Az átalakulási tartományon való lehűlés is fontos, és a Δt8/5 — a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő — hasznos hegesztési paraméter ott, ahol ezek a hőmérsékletek írják le a releváns átalakulási tartományt. A NIST szerint a Δt8/5 függ a bevitt hőmennyiségtől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől mért távolságtól és a falvastagságtól. Következésképpen két, a hegesztéstől azonos névleges távolságban lévő helyen sem feltétlenül alakul ki azonos szerkezet, ha a befogási viszonyok, a vastagság vagy a hőáramlás eltérő.

Ferrites acélok esetében a TWI az átalakulási tartományon keresztüli lehűlési sebességet, az összetételt és az edzhetőséget, valamint az eredeti ausztenitszemcse-méretet tekinti a HAZ mikroszerkezetét és keménységét meghatározó fő tényezőknek. A korróziós értékelésnek ehhez a listához hozzá kell adnia a helyi kémiai összetételt, a fáziseloszlást és a kiválások állapotát. Egy kemény martenzites tartomány hajlamos lehet hidrogén által elősegített repedésre, míg egy lágyabb, túlemeztett tartomány galvanikusan eltérő alkotórészt tartalmazhat, vagy a kiválások kialakulása miatt elveszíthette korrózióállóságát. Egyik állapot sem következtethető megbízhatóan kizárólag a keménységből.

Fontos különbséget tenni a korrózió és a repedés között. Az általános anyagvesztés, a lyukkorrózió, a szemcsehatár-korrózió és a galvanikus korrózió eltérő mikroszerkezeti jellemzőknél indulhat meg. A hegesztési varrat koronaoldala, gyökoldala, átlapolása vagy egy rés szintén koncentrálhatja az elektrolitot, a HAZ tömbi keménységétől függetlenül. Ezért a metallurgiai vizsgálatot felületi állapotfelmérésnek, oxidfilmek vizsgálatának, a hegesztési salak eltávolításának és a hegesztés utáni tisztításnak is ki kell egészítenie.

### Feszültségkorróziós és szulfidfeszültség okozta repedés

A feszültségkorróziós repedés (SCC) kialakulásához repedésre hajlamos anyag, megfelelő környezet és húzófeszültség szükséges. A hegesztés a maradó feszültségen keresztül biztosíthatja az utóbbi feltételt, míg a helyi átalakulási termékek és kiválások az elsőt. Az alkalmazott terhelésnek nem kell nagynak lennie: a hegesztés közelében rögzült húzófeszültség akkor is jelentős maradhat, amikor az alkatrész méretileg már stabilnak tűnik.

A kloridos SCC különösen érzékeny a hőmérsékletre, a kloridaktivitásra, az elektrokémiai potenciálra és a helyi passzívfilm stabilitására. A krómszegényedett tartományokat tartalmazó rozsdamentesacél-HAZ egyes határfelületeken kevésbé hatékonyan képes újrapassziválódni, lehetővé téve, hogy a lokalizált korrózió repedésindítási hellyé váljon. A hatás térben szelektív, ezért egy csiszolt keresztmetszet, amely látszólag egységes HAZ-t mutat, a hőgradiens mentén jelentősen eltérő repedési hajlamot rejthet.

A szulfidfeszültség okozta repedés (SSC) hidrogén által elősegített károsodási mechanizmus, amely vizes hidrogén-szulfid-közegű üzemhez kapcsolódik. A korrózió során keletkező hidrogén belép az acélba; a húzófeszültség ezt követően elősegíti a repedés iniciálódását és növekedését repedésre hajlamos mikroszerkezetben. A nagy keménység számos savanyú közeget érintő értékelésben elismert figyelmeztető jel, de a keménység szűrőmutató, nem pedig a teljes mechanizmus leírása. A repedésre való hajlam függ a szilárdságtól, a zárványoktól, az eredeti ausztenitszemcse-szerkezettől, az átalakulási termékektől, a maradó feszültségtől és a tényleges, H₂S-t tartalmazó környezettől is.

A TWI által 2002-ben közzétett, szupermartenzites rozsdamentes acélokkal foglalkozó tanulmány azért hasznos, mert a HAZ metallurgiáját együttes korróziós és repedési problémaként kezeli. A tanulmány a HAZ mikroszerkezeteit a korrózióval, az SCC-vel, az SSC-vel, a következő hegesztési menetek okozta újrahevítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) kapcsolja össze. A szupermartenzites minőségeket alacsony széntartalmú, martenzites mátrixra, valamint króm- és egyéb ötvözőadalékokra alapozva tervezik, a hegesztés azonban helyi eltéréseket hozhat létre a martenzit megeresztésében, a visszamaradt vagy visszaalakuló ausztenit, a ferrit és a kiválások mennyiségében. Ezek az eltérések mind a passzív korróziós viselkedést, mind a hidrogén által elősegített repedéssel szembeni ellenállást módosítják.

Ezért az üzemi alkalmasság igazolásának a hegesztési eljárás elfogadása előtt azonosítania kell a környezeti mechanizmust. Az ISO 15156 — ahol H₂S-t tartalmazó környezetben végzett olaj- és gázkitermelésre alkalmazható — az anyagválasztással és a repedésállósággal foglalkozik; egy gyártási hegesztés értékelése a tényleges üzemi közegben végzett vizsgálatot is megkövetelheti. Önmagában egy keménységtérkép nem igazolja az SSC-vel szembeni ellenállást, és az érintetlen alapanyagon végzett korróziós vizsgálat nem reprezentálhatja a HAZ-t.

A Grade 91 ugyanezt az elvet szemlélteti magasabb hőmérsékleten, bár fő problémája nem a vizes SSC, hanem a kúszás okozta károsodás. Az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a Grade 91 hajlamos a IV. típusú repedésre az alapanyag HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és interkritikus tartományokban. A szimulált hőciklusok azt mutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot. A példa egy szélesebb körű szabályt erősít meg: egy keskeny, mechanikailag gyengébb részterület meghatározhatja a tönkremenetelt akkor is, ha a hegesztőanyag és az érintetlen alapanyag külön-külön megfelel a követelményeknek.

### Az újrahevítés és a PWHT hatása rozsdamentes acélokban

A következő hegesztési menet nem csupán fémet adagol; hőciklusa újrahevíti a korábbi HAZ-t. Az újrahevített zóna megeresztődhet, részlegesen újraaustenitesedhet, oldó hőkezelésben részesülhet, vagy olyan hőmérséklet-tartománynak lehet kitéve, amely elősegíti karbidok, nitridek vagy intermetallikus fázisok kiválását. Végső állapotát a csúcshőmérséklet, a hőntartási idő, a lehűlési sebesség, valamint a későbbi menetek száma és egymástól való távolsága határozza meg.

A térben változó HAZ jellemzését kiegészítő módszerek.
| Vizsgálati módszer | Mit állapíthat meg? | Fontos korlátozás |
|---|---|---|
| Makromaratás | A hegesztés geometriája, a beolvadási határ és a hozzávetőleges termikus tartományok | Nem alkalmas fázisazonosításra |
| Optikai mikroszkópia | Ferrit, perlit, bainit, martenzit és szemcseméret-változások | Előfordulhat, hogy a finom kiválásokat nem oldja fel |
| Keménységtérképezés | Helyi keményedés, lágyulás és tulajdonság-gradiensek | Nem állapítja meg a szívósságot vagy az élettartamot |
| Pásztázó elektronmikroszkópia vagy EBSD | Finom morfológia, törési jellemzők és kristálytani információk | Célzott mintavételt és értelmezést igényel |
| Kúszási vagy környezeti vizsgálat | Üzemi körülményekhez kapcsolódó károsodási válasz | Összhangban kell lennie a tényleges mechanizmussal és környezettel |

Szupermartenzites rozsdamentes acélokban az újrahevítés megeresztheti a kemény martenzitet, és helyileg lágyabb tartományt hozhat létre, míg a magasabb újrahevítési csúcshőmérséklet lehűléskor friss, nem megeresztett martenzit kialakulását idézheti elő. Az így létrejövő sáv korróziós potenciálja, keménysége és hidrogénérzékenysége eltérhet mind az első menet HAZ-ától, mind az alapanyagtól. Az ismételt menetek az ausztenit stabilitását és a fázisegyensúlyt is módosíthatják, ezért a végső mikroszerkezet nem jelezhető előre kizárólag az első hőciklus alapján.

#### HAZ-diagnosztikai sorrend

1. **Dokumentálás** Rögzítse az acélminőséget, a vastagságot, a hegesztés geometriáját, a menetek sorrendjét, az előmelegítést, a rétegközi hőmérsékletet, a hőbevitelt és a PWHT-t.
2. **Feltárás** Alkalmazzon reprezentatív keresztmetszetet és makromaratást a beolvadási határ, valamint a megváltozott tartományok helyének meghatározására.
3. **Azonosítás** Megfelelő mikroszkópiával határozza meg a fázisokat, a szemcseméretet, a kiválásokat és a repedések morfológiáját.
4. **Térképezés** Végezzen keménységmérést az érintetlen alapfémen, a HAZ-on, a beolvadási határon és a hegesztett fémen keresztül.
5. **Vizsgálat** A feltételezett tönkremeneteli mechanizmus alapján válasszon szívóssági, húzó-, kúszási, kifáradási, korróziós vagy repedési vizsgálatokat.

A PWHT további, szándékosan alkalmazott hőtörténetet jelent. A megeresztés csökkentheti a maradó feszültséget és lágyíthatja a nem megeresztett martenzitet, mérsékelve ezáltal a repedési hajlam egyik forrását. Ugyanakkor elősegítheti a kiválást vagy a króm újraeloszlását is, ami megváltoztatja a passzivitást és a lokalizált korróziós viselkedést. A túlzott vagy nem megfelelően szabályozott kezelés ezért az egyik kockázatot egy másikra cserélheti. A megfelelő ciklus minőségspecifikus, és azt az eljárásminősítéssel, metallográfiai vizsgálattal, valamint az üzemi követelményeknek megfelelő környezeti vizsgálattal kell igazolni.

![A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája](/images/uploads/eab64129-4309-4479-8f11-03ad413a7bf9/wiki-inline-a-metallurgical-laboratory-examining-an-etched-steel-weld-cross-section-with-a-m-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/eab64129-4309-4479-8f11-03ad413a7bf9/wiki-inline-a-metallurgical-laboratory-examining-an-etched-steel-weld-cross-section-with-a-m-1920x1094.avif "Kép nagyítása — A hegesztett acél hőhatásövezetének metallurgiája")HAZ diagnosis combines cross-sectional structure, hardness mapping and tests matched to the suspected failure.

A hőmérsékletmérésre vonatkozó követelményeket nem szabad összetéveszteni a PWHT szabályozásával. Az ISO 13916:2025 a hegesztés során alkalmazott előmelegítési, közbenső réteghőmérsékleti és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését határozza meg, de kizárja a hegesztés utáni hőkezelési hőmérséklet mérését. A PWHT saját műszerezést, hőmérsékleti nyilvántartásokat és elfogadási kritériumokat igényel. A rozsdamentesacél-HAZ értékeléséhez ezért a bizonyítékoknak ezeket a nyilvántartásokat össze kell kapcsolniuk a fázisegyensúllyal, a kiválásokkal, a maradó feszültséggel és a vonatkozó korróziós vagy repedési vizsgálattal — nem állhatnak meg egy egyszerű keménységprofilnál.

## 11. A HAZ vizsgálata és tulajdonságjellemzése

A megalapozott HAZ-vizsgálat a hegesztett keresztmetszettel kezdődik, nem pedig egy keménységi értékkel. A HAZ a hegesztési hő által megváltoztatott, meg nem olvadt alapfém, ezért határai ritkán alkotnak egyetlen éles vonalat. A csúcshőmérséklet a beolvadási határtól távolodva csökken, miközben a hűlési sebesség is változik a helyzettel, a lemezvastagsággal, a kötés befogásával, a hőbevitellel és a közbenső réteghőmérséklettel együtt. Az így létrejövő szerkezet térben fokozatosan változik.

A vizsgálatot ezért sorrendben kell elvégezni: dokumentálni kell a varrat geometriáját és a hegesztési körülményeket; fel kell tárni a beolvadási határt és a termikus zónákat; azonosítani kell a fázisokat, a szemcseméretet és az átalakulási termékeket; fel kell térképezni a keménységet a hegesztés mentén; végül pedig olyan mechanikai vagy repedésvizsgálatokat kell kiválasztani, amelyek a feltételezett üzemi meghibásodással kapcsolatosak. Egy törés, szivárgás vagy idő előtti leállás érintheti a HAZ-t, de mindaddig nem szabad „HAZ-repedésként” megjelölni, amíg a repedés útvonalát és mechanizmusát nem állapították meg.

### Makromaratás, metallográfia és a zónák azonosítása

Egy reprezentatív, a varraton keresztül vezetett keresztmetszettel kell kezdeni a vizsgálatot, amelynek mindkét oldalán tartalmaznia kell az érintetlen alapfémet. Rögzíteni kell a lemez vagy az alkatrész vastagságát, a letörés geometriáját, a menetek számát és sorrendjét, a varrat méretét, a haladási irányt, az előmelegítést, a közbenső réteghőmérsékletet, a hőbevitelt és minden hegesztés utáni hőkezelést (PWHT). Ezek az adatok biztosítják a metszet értelmezéséhez szükséges termikus összefüggéseket. Az ISO 13916:2025 szabvány a fúziós hegesztés során alkalmazott előmelegítési, közbenső réteg- és előmelegítés-fenntartási hőmérsékletek mérését határozza meg; a PWHT-hőmérséklet mérésére nem terjed ki.

A darabolás, beágyazás és csiszolás után a makromaratás láthatóvá teheti a varratfémet, a beolvadási határt, a beolvadási profilt, a beolvadási hiányt, az ívütéseket és a termikusan módosult anyag hozzávetőleges szélességét. A marószert az ötvözethez és a vizsgálat céljához kell igazítani. A makrofelvétel térkép, nem pedig fázisazonosítási módszer. A maratási kontraszt keskeny zónákat eltúlozhat vagy elrejthet, és egyetlen metszet nem feltétlenül mutatja ki a pisztolyszög, a többrétegű hegesztés során bekövetkező újramelegítés vagy egy közeli geometriai befogás által okozott aszimmetriát.

A hagyományos acélokat – a TWI leírása szerint – általában durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult vagy interkritikus, valamint megeresztett vagy túlhegesztett zónákra osztják a csúcshőmérséklet és a varrattól mért távolság alapján. Az NIST csővezetékacélokra vonatkozó leírásai durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhegesztett zónákat különböztetnek meg. Ezek az elnevezések hasznosak, de nem jelölnek egyetemesen érvényes fizikai határokat. A durvaszemcsés régió hőmérséklete kellően meghaladta a felső átalakulási tartományt ahhoz, hogy lehetővé tegye az ausztenitszemcsék növekedését; a finomszemcsés régió alacsonyabb hőmérsékleten ausztenitesedett; az interkritikus régió részleges átalakuláson ment keresztül; a túlhegesztett régió pedig az átalakulási tartomány alatt maradt, miközben a már meglévő martenzit vagy bainit meglágyult.

A metallográfiai vizsgálatot ezután a beolvadási határtól kifelé, ismert távolságokban kell folytatni. Az optikai mikroszkópos vizsgálat kimutathatja a ferritet, a perlitet, a bainitet, a martenzitet, a megeresztett martenzitet, a zárványokat és a látható szemcseméret-változásokat. A pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat gyakran szükséges a törési felületek jellemzőinek, a karbideloszlásoknak és a finom kiválásoknak a vizsgálatához. Az elektronvisszaszórásos diffrakció mérheti a kristálytani textúrát, a korábbi ausztenit rekonstruált szerkezetét megfelelő ötvözetekben, valamint a deformációval vagy átalakulással összefüggő lokális orientációeltérést. Transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálatra lehet szükség, amikor a kiválások durvulása szabályozza a szilárdságot, mint például a Grade 91 esetében.

A termikus előzmények önmagukban fontosabbak, mint a zóna elnevezése. A TWI szerint a ferrites acélok HAZ-mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon keresztüli hűlési sebességtől, az összetételtől és az edzhetőségtől, valamint a korábbi ausztenitszemcse-mérettől függ. A Δt8/5, vagyis a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő olyan esetekben praktikus jellemző, amikor ezek a hőmérsékletek relevánsak. Egy, az NIST által készített csővezeték-jelentés a Δt8/5 értékét a hőbevitellel, a kémiai összetétellel, a varrattól mért távolsággal és a falvastagsággal hozza összefüggésbe. Ez nem vihető át változatlanul anyagállandóként más körülményekre. Két, ugyanahhoz az elnevezett zónához sorolt pont eltérő átalakulási termékeket tartalmazhat, ha hűlési pályájuk különbözik.

A vizsgálatnak a mechanizmusokat is meg kell különböztetnie. A hidrogén által előidézett repedés gyakran hajlamos, kemény HAZ-mikroszerkezetekben alakul ki húzó jellegű befogás és diffúziós hidrogén jelenlétében. A dermedési repedés a varratfémben keletkezik annak megszilárdulásakor. A lamelláris szakadás a lemez vastagsági irányú, erre hajlamos szerkezeteit és zárványait követi, míg a likvációs repedés a szemcsehatárok vagy zárványok közelében bekövetkező lokális olvadással kapcsolatos. Az újramelegedési repedés feszültségmentesítés vagy üzemi igénybevétel során, erre hajlamos ötvözetekben alakul ki. Az ESDEP a szerkezeti acélok fő hegeszthetőségi problémái között említi a HAZ likvációs repedését, a hidrogén által előidézett repedést és az újramelegedési repedést, ez a felsorolás azonban nem tesz minden hegesztési folytonossági hiányt HAZ-repedéssé.

### Keménységtérképezés és mechanikai vizsgálatok

A keménységtérképezés a látható szerkezetet lokális válasszal kapcsolja össze, feltéve, hogy a módszert és a mérési távolságokat megadják. A lenyomatokat az érintetlen alapfémtől a HAZ-on és a beolvadási határon át a varratfémig kell elhelyezni, és további mérési sorokat kell alkalmazni, ha a varrat aszimmetrikus vagy többrétegű. Kellően kis terhelést és mérési távolságot kell használni a keskeny finomszemcsés vagy interkritikus régiók felbontásához, ugyanakkor el kell kerülni a szomszédos lenyomatok közötti kölcsönhatást és a széleffektusokat. A Vickers HV0.5 vagy HV1 mérések gyakran megfelelőek laboratóriumi térképek készítéséhez; a választott skálát meg kell adni, mivel a különböző terhelésekkel kapott értékek nem tekinthetők automatikusan felcserélhetőnek.

A keménységi mérési sor kimutathat egy túlhegesztett lágy sávot, egy kemény martenzites régiót, egy meglágyult interkritikus régiót vagy egy szokatlan lokális csúcsértéket. Feltárhatja az első menet HAZ-a és a későbbi menetek által újramelegített régiók közötti különbséget is. A keménység azonban jelzőérték, nem pedig teljes körű tulajdonságvizsgálat. A kemény HAZ gyenge hidrogénrepedéssel szembeni ellenállással rendelkezhet, de a keménység önmagában nem állapítja meg a törési szívósságot, a Charpy-féle ütőszívósságot, a fáradásos repedésterjedést, a feszültségkorróziós repedéssel szembeni ellenállást vagy az élettartamot. Ezzel szemben egy meglágyult régió elveszítheti a kúszási szilárdságát anélkül, hogy valószínű hidrogénrepedési forrássá válna.

A mechanikai vizsgálatokat a meghibásodással kapcsolatos aggályokhoz kell igazítani. A Charpy V-bemetszéses vizsgálatok meghatározott hőmérsékleten értékelik a bemetszési szívósságot, de az elnyelt energia nem azonos a síkbeli alakváltozási állapothoz tartozó törési szívóssággal. CT- vagy SEN(B)-törési szívóssági próbatestek meghatározott kényszerállapot mellett vizsgálhatják a repedésindulást és a repedésterjedést. A szakítópróbatestek megmutatják a folyáshatárt, a képlékenységet és a szilárdsági eltéréseket, bár egy hagyományos próbatest több HAZ-régió hatását is átlagolhatja. A hajlítóvizsgálatok feltárják a jelentős beolvadási hiányt, a repedéseket és a képlékenységi problémákat. Fárasztóvizsgálatokra, kúszásvizsgálatokra és tartós terhelés alatti repedésvizsgálatokra van szükség, amikor a teljesítményt ciklikus terhelés, hosszú idejű magas hőmérséklet vagy környezeti repedés szabályozza.

A Grade 91 megeresztett martenzites, kúszásálló acél esetében a IV. típusú repedés az alapfém HAZ-ával, különösen a finomszemcsés és interkritikus régiókkal áll összefüggésben. Az ASM International és az EPRI 2016-os közleménye ezt a hajlamot azonosítja. A lokális gyengeséget egy tömbi szakítóvizsgálat vagy olyan keménységmérés is elkerülheti, amely nem oldja fel a keskeny meglágyult régiót. A vizsgálatnak ki kell terjednie a korábbi ausztenitszemcsék szerkezetére, a martenzitlécek állapotára, a karbid- és MX-kiválások mennyiségére, a PWHT állapotára, valamint a kúszási üregek vagy repedések elhelyezkedésére.

A korrózió értékeléséhez is többre van szükség a keménységnél. A TWI szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztett kötéseiről szóló, 2002-es tárgyalása a HAZ-mikroszerkezeteket a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel és a szulfidfeszültség-repedéssel összefüggésben vizsgálja, beleértve a későbbi menetek általi újramelegítést és a PWHT-t is. Az ilyen ötvözeteknél a lokális fázisegyensúly, a krómban gazdag passzív film stabilitása, a maradó feszültség, a hidrogénhatás és a megeresztési előzmények szabályozhatják a teljesítményt.

### A szimulált HAZ-termikusciklus-kísérletek értelmezése

A szimulált HAZ-próbatesteket úgy állítják elő, hogy különálló acéldarabokra szabályozott termikus ciklust kényszerítenek, gyakran Gleeble-típusú termomechanikai szimulátorral. Ezek lehetővé teszik egyetlen változó – a csúcshőmérséklet, a hevítési sebesség, a Δt8/5, az ismételt menetek általi újramelegítés vagy az alkalmazott alakváltozás – vizsgálatát anélkül, hogy jelen lenne a valódi hegesztésben tapasztalható térbeli átfedés. A létrejövő mikroszerkezetek mikroszkópos, keménységi, szakító-, ütő-, kúszási vagy repedésvizsgálatokkal vizsgálhatók.

Értékük attól függ, hogy mennyire feleltethetők meg a tényleges hegesztésnek. Egyetlen csúcshőmérséklet és Δt8/5 nem reprodukálja a teljes hőmérséklet-gradienst, a többtengelyű befogást, a hidrogén eloszlását, a varratfém hígulását vagy az újramelegítési ciklusok sorrendjét. A próbatest méretei szintén módosítják a hőáramlást. A szimulált anyag ezért a HAZ egyetlen pontját képviselheti, nem pedig a teljes HAZ-t.

A Grade 91 egyértelműen szemlélteti ezt a korlátozást. A szimulált ciklusok kimutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot, ami segít megmagyarázni, miért összpontosul a IV. típusú károsodás ebben a régióban. Az eredmény egy mechanizmust támaszt alá; önmagában azonban nem jelzi előre egy hegesztett nyomástartó berendezés üzemi élettartamát. A tényleges hegesztésekhez maradó feszültség, lokális geometria, kémiai szegregáció, korábbi termikus igénybevétel és a PWHT változékonysága is társul.

A legmegbízhatóbb értelmezés a szimulált és a valódi hegesztésből származó bizonyítékokat hasonlítja össze: reprodukálni kell a mért vagy számított termikus ciklust, igazolni kell a mikroszerkezetet és a keménységet, majd vizsgálni kell a feltételezett meghibásodás szempontjából releváns tulajdonságot. A keménység egyezése hasznos megerősítés. Nem bizonyítja azonban, hogy az ütőszívósság, a repedéssel szembeni ellenállás, a korróziós viselkedés vagy a hosszú távú üzemi teljesítmény is megegyezik.

## 12. Hegesztési szabványok és eljárásminősítések értelmezése

A hegesztési szabványok nem mind ugyanarra a kérdésre adnak választ. Egy műszaki útmutató ajánlásokat adhat az előmelegítésre, a közbenső réteghőmérsékletre, a hőbevitelre vagy a hidrogén szabályozására vonatkozóan. Egy hőmérséklet-mérési szabvány meghatározhatja, hogyan kell ezeket a hőmérsékleteket mérni és rögzíteni. Egy eljárásminősítési szabvány azt határozza meg, hogy egy javasolt hegesztési eljárás igazoltan elfogadható tulajdonságokat biztosít-e a megadott határértékeken belül. E funkciók összekeverése gyakori hibához vezet: egy ajánlott hőmérséklet-szabályozást vagy egy mért hőmérsékletet egy adott HAZ-mikroszerkezet bizonyítékaként kezelnek.

A HAZ térben fokozatosan változó régió, nem pedig egységes sáv. A TWI a hagyományos acélok HAZ-át durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult és megeresztett zónákra osztja, amelyeket a csúcshőmérséklet és a beolvadási határtól mért távolság alapján osztályoz. Az NIST csővezeték-acélokra vonatkozó tárgyalása a kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlhevített állapotban megeresztett zóna kifejezéseket használja. Minden egyes helyen eltérő csúcshőmérséklet, maximális ausztenitszemcseméret, átalakulási út és lehűlési sebesség alakulhat ki.

### Mit biztosít az EN 1011-2?

Az EN 1011-2, *Hegesztés — Fémes anyagok hegesztésére vonatkozó ajánlások — 2. rész: Ferrites acélok ívhegesztése*, a ferrites acélok hegeszthetőségi kockázatainak szabályozására vonatkozó útmutató. Alkalmazási területét szó szerint kell értelmezni: a ferrites acélok ívhegesztésére vonatkozik, és kizárja a ferrites rozsdamentes acélokat. Nem univerzális szabálygyűjtemény minden acélhoz, hegesztési eljáráshoz vagy rozsdamentesacél-HAZ-hoz.

A dokumentum az acél összetételét, a lemezvastagságot, a befogást, a hidrogénállapotot, a hőbevitelt és az előmelegítést összekapcsolja a nemkívánatos hegesztési és HAZ-állapotok kialakulásának kockázatával. Módszerei támogatják az előmelegítési és a közbenső réteghőmérsékletre, valamint a hidrogén okozta repedés szempontjából fontos lehűlési viselkedés szabályozására vonatkozó döntéseket. A szén-egyenértéken alapuló megközelítések jelezhetik az edzhetőséget és az érzékenységet, de nem helyettesítik a minősített eljárást vagy a hegesztett kötés közvetlen vizsgálatát. Két, hasonló szén-egyenértékű acél mégis eltérő HAZ-szerkezeteket hozhat létre, mivel ötvözési egyensúlyuk, korábbi feldolgozásuk, szemcseméretük és átalakulási kinetikájuk különbözik.

Az EN 1011-2 gyakorlati értéke abban áll, hogy a metallurgiai ismereteket hegesztési szabályozási intézkedésekké alakítja. A magasabb előmelegítési hőmérséklet általában lassítja a lehűlést; a módosított hőbevitel megváltoztatja a termikus ciklust; a hidrogén szabályozása csökkenti a repedésben részt vehető diffúzióképes hidrogén mennyiségét. Ezen állítások egyike sem jósolja meg minden helyi alkotófázis kialakulását. Azonos névleges hőbevitel eltérő Δt8/5 értékeket eredményezhet, ha változik a lemezvastagság, a kötésgeometria, az ívhatásfok, a hegesztési helyzet vagy a hegesztéstől mért távolság.

A Δt8/5 a 800 °C és 500 °C közötti lehűlési időt jelenti, amennyiben ez a hőmérséklet-tartomány az adott acél és a vizsgált átalakulás szempontjából alkalmazható. Az NIST csővezetékekről szóló jelentése a Δt8/5 értékét a hőbevitellel, a kémiai összetétellel, a hegesztéstől mért távolsággal és a falvastagsággal hozza összefüggésbe. Ez a kapcsolat hasznos hidat képez a WPS egyik változója és a HAZ metallurgiája között, de nem jelent univerzális átszámítást. A mért vagy számított lehűlési időt az acélminőség és a termikus ciklus figyelembevételével kell értelmezni.

Az útmutató nem értelmezhető a szívósság, a keménység vagy az élettartam közvetlen elfogadási vizsgálataként sem. A TWI magyarázata szerint a ferrites acél HAZ-mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon belüli lehűlési sebességtől, az acél összetételétől és edzhetőségétől, valamint a korábbi ausztenitszemcse méretétől függ. A gyorsabb lehűlés növelheti a kemény martenzites vagy bainites termékek mennyiségét edzhető acélban; a lassabb lehűlés lágyabb átalakulási termékek kialakulásának kedvezhet, ugyanakkor a szemcséket is növelheti vagy a szilárdságot is megváltoztathatja. Az elfogadható egyensúly a tervezési előírástól és az üzemi körülményektől függ.

### Mit mér az ISO 13916:2025?

A különböző minősítési jegyzőkönyvek és vizsgálatok a HAZ-ra vonatkozó bizonyítékok eltérő típusait szolgáltatják.
| Bizonyítéktípus | Megválaszolt kérdés | Amit önmagában nem bizonyít |
|---|---|---|
| Hegesztési technológiai jegyzőkönyv | Milyen termikus szabályozást és lényeges változókat alkalmaztak? | A pontos fáziskeveréket a HAZ minden pontján |
| Hőmérsékleti jegyzőkönyv | Betartották-e az előmelegítési és rétegközi hőmérsékleti határértékeket? | Hogy a PWHT-követelmények teljesültek |
| Keménységmérési vonal | Hol találhatók a kemény és lágy sávok? | A szívósságot, a kúszási élettartamot vagy a korrózióállóságot |
| Makro- és mikroszkópos vizsgálat | Milyen zónák, fázisok és hibák vannak jelen? | A hosszú távú üzemi teljesítményt |
| Mechanikai vagy környezeti vizsgálat | Teljesíti-e a kötés a vonatkozó tulajdonságkövetelményt? | Hogy minden egyéb üzemi mechanizmus szabályozott |

Az ISO 13916:2025 szűkebb és pontosabb feladatot lát el. Követelményeket határoz meg az ömlesztő hegesztés során mért előmelegítési, közbenső réteg- és előmelegítés-fenntartási hőmérsékletekre. Nem vonatkozik a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérésére. Ez a kizárás fontos: az előmelegítés szabályozásához elfogadott hőelem-elrendezés vagy infravörös mérés nem bizonyítja automatikusan, hogy egy PWHT-ciklus megfelelt az előírt hőmérsékletnek, hőntartási időnek vagy a teljes lemezvastagságon biztosított egyenletességnek.

A szabvány segít összehasonlíthatóvá tenni a hőmérsékleti feljegyzéseket azáltal, hogy meghatározza, milyen hőmérsékletet kell mérni, és hogyan kell a mérést hegesztés közben alkalmazni. Egy eljárásminősítés során ez alátámasztja annak bizonyítását, hogy a hegesztő vagy a hegesztőgép-kezelő betartotta az előírt hőmérséklet-szabályozási intézkedéseket. Nem méri a HAZ keménységét, nem azonosítja a durvaszemcsés zónát, nem határozza meg közvetlenül a Δt8/5 értékét minden kötésben, és nem mutatja meg, hogy az üzemelés során kialakul-e IV. típusú repedés.

A mérési hely ezért a mérnöki megítélés részét képezi. A beolvadási határtól távolabb mért felületi hőmérséklet nem feltétlenül reprezentálja egy keskeny HAZ-régió termikus előéletét. Hasonlóképpen, a közbenső réteghőmérséklet mérése a következő réteg felvitele előtti állapotot rögzíti, nem pedig az adott réteg által létrehozott teljes csúcshőmérsékleti előéletet. A következő rétegek ismételt felmelegítése megeresztheti, finomíthatja vagy részlegesen átalakíthatja a korábbi HAZ-anyagot. Szupermartenzites rozsdamentesacél-hegesztésekben a TWI 2002-es tanulmánya a HAZ-mikroszerkezeteket a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a következő rétegek általi újramelegítéssel és a PWHT-val összefüggésben vizsgálta. A termikus feljegyzés és a metallográfiai eredmény kapcsolatban áll egymással, de nem felcserélhető.

### Az eljárásváltozók összekapcsolása a HAZ elfogadásával

Az eljárásminősítés kapcsolatot teremt a szabályozható változók és az igazolt kötéstulajdonságok között. A WPS azonosítja az acélminőséget, a vastagságtartományt, a kötés kialakítását, az eljárást, a hozaganyagokat, az előmelegítést, a közbenső réteghőmérsékletet, a hőbevitelre vagy a hegesztési sebességre vonatkozó határértékeket, a védőgáz- vagy egyéb védelmi feltételeket, valamint az esetleges PWHT-t. A minősítési jegyzőkönyv ezt követően dokumentálja az alkalmazott tényleges értékeket és az elvégzett vizsgálatokat. Az alkalmazandó minősítési rendszer, például a hegesztési eljárásvizsgálatokra vonatkozó ISO 15614-1 szerint, az engedélyezett tartományokon kívüli változtatások újraminősítést tehetnek szükségessé, nem pedig azt a nem hivatalos feltételezést, hogy a HAZ változatlan marad.

Az elfogadást az ellenőrzött meghibásodási mechanizmushoz kell kötni. A keménységvizsgálat azonosíthatja a túlzottan kemény HAZ-t, és támogathatja a hidrogén okozta repedés szabályozását, de a keménység önmagában nem bizonyítja a megfelelő törési szívósságot. A szakító- és hajlítóvizsgálatok a kötésteljesítmény eltérő jellemzőit értékelik. A Charpy-féle ütővizsgálat meghatározott helyről és hőmérsékleten vesz mintát; nem reprezentálja a HAZ minden egyes részterületét. A makrovizsgálat feltárhatja a beolvadást, a geometriát és a látható hibákat, míg a roncsolásmentes vizsgálat olyan folytonossági hiányokat is kimutathat, amelyek metallográfiailag nem láthatók.

A repedési mechanizmusok közötti különbségtétel alapvető fontosságú. Az ESDEP a szerkezeti acélok fő hegeszthetőségi problémái között említi a HAZ folyadékfázisú repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegítési repedést, míg a dermedési repedés a hegesztett fémben keletkezik, a lamelláris szakadás pedig a lemezvastagságon átmenő deformációval és a zárványokra érzékeny alapfémmel áll összefüggésben. Ha minden jelenséget „HAZ-repedésnek” nevezünk, elhomályosítjuk a releváns szabályozási intézkedést. A hidrogén okozta repedés esetében figyelmet kell fordítani a hidrogénre, az edzhetőségre, a befogásra és a lehűlésre. Az újramelegítési repedés a feszültségmentesítés vagy az üzemi igénybevétel során érzékeny mikroszerkezeteket érinti. A folyadékfázisú repedés a HAZ helyi megolvadásával kapcsolatos.

A 91-es minőségű acél jól szemlélteti, hogy a minősítés nem korlátozódhat egy névleges előmelegítési értékre. Az ASM International és az EPRI 2016-ban arról számolt be, hogy a 91-es minőségű acél érzékeny a IV. típusú repedésre az alapfém HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és az interkritikus régiókban. A szimulált termikus ciklusok azt is kimutatták, hogy a ferrit kialakulása az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot. Egy eljárás megfelelhet a hőmérsékleti és szemrevételezési követelményeknek, mégis szükség lehet célzott keménység-, szívósság- vagy metallográfiai vizsgálatra, illetve kúszásos üzemi értékelésre, ha az irányadó előírás ezt a kockázatot azonosítja.

A helyes értelmezés ezért rétegezett: az EN 1011-2 a ferrites acélok hegesztésére vonatkozó ajánlásokat adja, az ISO 13916:2025 az ömlesztő hegesztés során előírt hőmérsékletmérést szabályozza, a minősítési szabvány pedig meghatározza az igazolt elfogadást az alapvető változók tartományán belül. Egyik szabványt sem szabad az alkalmazási területén túl hivatkozni. A megalapozott minősítés a mért hőmérséklet-szabályozási értékeket bizonyítékként használja, majd azokat a tulajdonságokat vizsgálja, amelyek a tényleges HAZ, a gyártási eljárás és az üzemi körülmények szempontjából lényegesek.

## 13. Gyakorlati metallurgiai keretrendszer a HAZ diagnosztikájához

### Kezdje az anyaggal, a hegesztési eljárással és a hőtörténettel

A megbízható HAZ-diagnosztika már a mikroszkópos vizsgálat előtt megkezdődik. Először azonosítani kell a termékszabványt, az anyagminőséget, az olvasztási számot, a vastagságot, a szállítási állapotot, valamint minden korábbi hegesztést vagy hőkezelést. A „szénacél” megjelölés nem elegendő információ: az ASTM A516 Grade 70, az API 5L X65, az EN 10025-2 S355J2, az ASTM A387 Grade 91 és egy edzett-megeresztett ötvözött acél ugyanazon ívhatására egymástól nagyon eltérő HAZ-szerkezeteket alakíthat ki. Rögzíteni kell a lemez vagy cső orientációját, a szegregációra érzékeny területeket, az alakítási előzményeket, valamint azt, hogy az eredeti anyagot normalizálták, edzették és megeresztették, termomechanikusan kezelték-e, vagy a gyártást követően megeresztették-e.

Ezután rekonstruálni kell a hegesztési dokumentációt. Azonosítani kell az eljárást — SMAW, GMAW, FCAW, GTAW, SAW vagy más eljárás —, továbbá a hozaganyag-osztályozást, a polaritást, az áramerősséget, a feszültséget, a hegesztési sebességet, a varratméretet, az ívhatásfokot, a kötésgeometriát, a varratsorozatot és a rétegek közötti hőmérsékletet. Az előmelegítés, a rétegek közötti hőkezelés, a befogási viszonyok és a környezeti hatások ugyanennek a dokumentációnak a részét képezik. Az EN 1011-2 iránymutatást ad a ferrites acélok ívhegesztéséhez; hatálya nem terjed ki a ferrites rozsdamentes acélokra, ezért ajánlásait az alkalmazhatóság ellenőrzése nélkül nem szabad ezekre az anyagokra átvinni. Az ISO 13916:2025 a hegesztés során az előmelegítési, a rétegek közötti és az előmelegítés fenntartásához szükséges hőmérséklet mérését határozza meg, a hegesztés utáni hőkezelés hőmérsékletének mérését azonban nem.

A központi kérdés nem egyszerűen az, hogy mennyire hevült fel a hegesztési terület, hanem az, hogy az egyes helyek milyen hőcikluson mentek keresztül. A HAZ olyan, hegesztési hő hatására megváltozott szilárd fém, amely nem olvadt meg. Az olvadási határ közelében a csúcshőmérséklet durva korábbi-ausztenites szemcseszerkezetet hozhat létre; távolabb az alacsonyabb csúcshőmérsékletek finomíthatják a szemcséket, részlegesen átalakíthatják az eredeti szerkezetet, vagy megereszthetik a már edzett, illetve edzett-megeresztett állapotú anyagot. A TWI a hagyományos acélok HAZ-ának alegységeit a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől való távolság alapján durvaszemcsés, finomszemcsés, részlegesen átalakult vagy interkritikus, valamint megeresztett zónaként írja le. A NIST a csővezetékacélok HAZ-régióira a szorosan kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlemeztett megnevezéseket használja.

A lehűlési előzményeket kell megbecsülni, nem pedig kizárólag a távolságból következtetni rájuk. Ahol alkalmazható, a Δt8/5 — vagyis a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő — gyakorlati összehasonlítást tesz lehetővé a hegesztések és az egyes helyek között. A csővezetékekről szóló NIST-jelentés a Δt8/5 értékét a hőbevitellel, az acél kémiai összetételével, a hegesztéstől való távolsággal és a falvastagsággal hozza összefüggésbe. A rövid lehűlési idő martenzit vagy bainit kialakulását segítheti elő edzhető acélban; a hosszabb lehűlési idő ferrites, perlites vagy megeresztési reakciókat tehet lehetővé. Ezért ugyanaz a névleges hőbevitel eltérő szerkezeteket hozhat létre vékony lemezben, vastag falú csőben és erősen befogott kötésekben.

### Különítse el a repedésre, a meglágyulásra, a keményedésre és a korrózióra utaló bizonyítékokat

A meghibásodási mechanizmus meghatározása előtt térképezze fel az érintett területet. Makromaratott keresztmetszettel határozza meg az olvadási határ helyét és a HAZ hozzávetőleges szélességét, majd vizsgálja meg a repedésen, a szomszédos, érintetlen alapfémben, a hegesztési fémben és — ahol releváns — több varratsoron átmenő polírozott és maratott metszeteket. A keménységprofilokat több távolságban és több irányban úgy kell felvenni, hogy keresztezzék az olvadási határt. A keménységmaximum martenzites vagy bainites területre utalhat, de önmagában nem bizonyítja a hidrogén okozta repedést. Ezzel szemben egy lágy sáv utalhat interkritikus átalakulásra, megeresztésre vagy túlemeztésre anélkül, hogy az a meghibásodás kiindulási helye lenne.

A TWI szerint a HAZ mikroszerkezete és keménysége elsősorban az átalakulási tartományon keresztüli lehűlési sebességtől, az összetételtől és az edzhetőségtől, valamint a korábbi ausztenit szemcseméretétől függ. Ezeket a változókat együttesen kell értelmezni. Egy durvaszemcsés területnek mérsékelt keménység mellett is gyenge lehet a szívóssága. Egy finomszemcsés vagy interkritikus terület lágyabb lehet, mégis érzékeny lehet kúszási terhelés alatt. A Grade 91 acélról az ASM International és az EPRI által 2016-ban közzétett tanulmány a Type IV repedést az alapfém HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és interkritikus területeken azonosítja. A szimulált hőciklusok azt mutatták, hogy ferrit képződése az interkritikus HAZ-ban csökkentheti a magas hőmérsékleten mért szakítószilárdságot. Egyedül a keménységprofil ezt a mechanizmust nem mutatná ki.

A repedéseket helyük, morfológiájuk, kialakulásuk időpontja és a terhelés alapján kell osztályozni. A megszilárdulási repedés a hegesztési fémben, az utolsó folyadékfázis megszilárdulásakor alakul ki; ezért automatikusan nem tekinthető HAZ-repedésnek. A likvációs repedés akkor jön létre, amikor az olvadási határon vagy annak közelében található helyi alkotók a hegesztés vagy az újrahevítés során részlegesen megolvadnak. A hidrogén okozta repedéshez általában diffúzióképes hidrogén, érzékeny kemény mikroszerkezet, húzófeszültség vagy befogás szükséges, és a repedés gyakran késleltetve alakul ki. A lemezes szakadás a lemez vastagságán át ható alakváltozással és az alaplemezben található megnyúlt zárványok okozta gyenge duktilitással függ össze, nem pedig általában véve valamiféle „kemény HAZ-zal”. Az újramelegítési repedés az arra érzékeny ötvözött acélok hegesztés utáni hevítése vagy üzemi igénybevétele során alakul ki. Az ESDEP a HAZ likvációs repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegítési repedést a szerkezeti acélok hegeszthetőségének fő problémái között sorolja fel.

A korrózióra utaló bizonyítékokat külön vizsgálatban kell értékelni. Azonosítani kell az elektrolitot, a hőmérsékletet, a potenciált, a szennyezőket, a katódos védelem állapotát, valamint a maradó vagy alkalmazott feszültséget. Egy keskeny HAZ-sáv fázisegyensúlya, karbideloszlása, keménysége vagy passzívfilmre adott válasza eltérhet mind a hegesztési fémtől, mind az alapfémtől. A szupermartenzites rozsdamentes acélok hegesztett kötéseiben a TWI 2002-es tanulmánya a HAZ mikroszerkezeteit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a következő varratsorok újramelegítő hatásával és a PWHT-vel összefüggésben vizsgálta. A következő varratsorok hőciklusai megereszthetik, újraausztenitesíthetik vagy más módon módosíthatják a korábban kialakult HAZ-t; a PWHT csökkentheti a keménységet, miközben megváltoztatja a karbidkiválást és a helyi korróziós viselkedést.

### A megfigyelt területtől a megalapozott mechanizmusig

A megfigyeléstől a mechanizmusig kifejezett, egymásra épülő lépésekben kell eljutni. Először jelölje meg a repedést, a gödrös korróziót, a meglágyult sávot vagy a törés kiindulási helyét egy méretezett keresztmetszeten. Másodszor kapcsolja össze ezt a helyet a csúcshőmérsékleti alegységgel és a keménységgel. Harmadszor azonosítsa a fázisokat optikai mikroszkópiával, SEM-mel, szükség esetén pedig EBSD-vel, röntgendiffrakcióval vagy transzmissziós elektronmikroszkópiával. A Grade 91 és más kúszásálló acélok karbidjainak vizsgálatához szénkivonatos replikákra vagy analitikai módszerekre lehet szükség. A fraktográfiának meg kell állapítania, hogy a törés hasadásos, kvázi-hasadásos, duktilis mikropórus-koaleszcenciával létrejött, intergranuláris vagy környezet által elősegített volt-e.

Ezután vizsgálja meg a releváns közreható feltételeket. Hidrogénre vonatkozó hipotézis esetén mérje meg vagy dokumentálja a hozaganyag szárítását, a diffúzióképes hidrogént, az előmelegítést, a késleltetett repedés kialakulásáig eltelt időt, a befogást és a keménységet; összehasonlítás céljából hidrogénnel történő töltéses vagy ellenőrzött késleltetettrepedési vizsgálatok is végezhetők. Likvációs vagy megszilárdulási repedés esetén vizsgálja meg a részlegesen megolvadt szemcsehatárokat és a szegregálódott alkotókat. Lemezes szakadás esetén ellenőrizze a zárványok morfológiáját és a lemezvastagság irányában mért duktilitást. Újramelegítési vagy Type IV repedés esetén reprodukálja a termikus kitettséget és az üzemi feszültséget, majd hasonlítsa össze a kúszási vagy feszültségtörési viselkedést az érintetlen anyagéval.

Végül olyan vizsgálatot kell alkalmazni, amely megcáfolhatja a javasolt magyarázatot. Ismételje meg a keménységtérképezést, végezzen mikrokémiai elemzést, tegye ki az összehasonlítható próbatesteket az üzemi környezetnek, vagy reprodukálja a hegesztési hőciklust szabályozott Δt8/5 értékkel és újramelegítéssel. A látható repedés folytonossági hiányt bizonyít, nem az okot. A keménységcsúcs helyi választ bizonyít, nem a meghibásodási módot. A megalapozott diagnózis az, amely összekapcsolja az anyagállapotot, a hőtörténetet, a térbeli mikroszerkezetet, a terhelést és a környezetet, majd kiáll egy célzott vizsgálat próbáját.

## 14. Összegzés: Miért szabályozza a HAZ metallurgiája a hegesztett acél teljesítményét?

### A HAZ térben fokozatosan változó anyag

A hőhatásövezet (HAZ) nem egyetlen, egységes szerkezetű anyagsáv. Ez az alapfémnek az a hegesztési hő által megváltoztatott része, amely nem olvad meg, és amelynek állapota az olvadási határtól mért távolsággal folyamatosan változik. A csúcshőmérséklet, a hőmérsékleten eltöltött idő, a hűlési sebesség, a kiindulási mikroszerkezet és az újramelegítés határozza meg, hogy az egyes kis térfogatelemek milyen hőhatást szenvednek el. Ezért két, egymástól csupán néhány milliméterre elhelyezkedő pont különböző fázisokat, szemcseméreteket és maradó feszültségeket tartalmazhat.

A hagyományos acélok esetében a TWI a HAZ-t a csúcshőmérséklet és a hegesztéstől mért távolság alapján szemcsedurvult, szemcsefinomodott, részlegesen átalakult és megeresztett zónákra osztja. A szemcsedurvult régió az olvadási határhoz helyezkedik el a legközelebb, és olyan magas hőmérsékletet ér el, amely ausztenitszemcse-növekedést okoz. Nagy, korábbi ausztenitszemcséi kedvezőtlen átalakulási termékek kialakulását segíthetik elő, és csökkenthetik az ütőszívósságot, különösen akkor, ha a hűlés elég gyors ahhoz, hogy kemény bainit vagy martenzit képződjön. Távolabb a szemcsefinomodott régió alacsonyabb csúcshőmérsékleten ausztenitesedik, és rendszerint kisebb korábbi ausztenitszemcséket alakít ki. Ez a finomodás javíthatja a szívósságot, de nem szünteti meg a kémiai összetétel vagy a hűlési sebesség hatásait.

Az interkritikus, vagyis részlegesen átalakult régiót az alsó és felső kritikus hőmérséklet közötti tartományban melegítik. Eredeti szerkezetének csak egy része alakul ausztenitté. Lehűléskor az átalakult hányad keményebbé válhat a környező anyagnál, miközben az átalakulatlan ferrit vagy a megeresztett alkotók eltérő szilárdságot és képlékenységet őriznek meg. A hegesztéstől még távolabb elhelyezkedő megeresztett vagy túlemelegített régióban meglágyulás, a kiválások durvulása vagy a kiválásos szilárdítás csökkenése következhet be teljes ausztenitesedés nélkül.

A National Institute of Standards and Technology csővezetékacélokra vonatkozó leírásai a kapcsolódó durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlemelegített zóna kifejezéseket használják. Ezek az elnevezések segítenek a hőtörténetek lokalizálásában, de nem teljesítmény szerinti osztályozások. A meghatározó változó a teljes hőciklus, különösen az átalakulási tartományon keresztüli hűlés. A TWI szerint a HAZ mikroszerkezetét és keménységét elsősorban az ezen a tartományon keresztüli hűlési sebesség, az acél összetétele és edzhetősége, valamint a korábbi ausztenitszemcse-méret határozza meg. A gyakorlati Δt8/5 paraméter — a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűléshez szükséges idő — ferrites acéloknál gyakran a ciklus ezen részét írja le. A NIST arra figyelmeztet, hogy a Δt8/5 függ a hőbeviteltől, a kémiai összetételtől, a hegesztéstől mért távolságtól és a falvastagságtól. Hasznos leíró paraméter, de nem helyettesíti általánosan a hőciklus mérését.

### A szilárdság, a szívósság, a képlékenység és a korrózióállóság közötti kompromisszumok

Egy hegesztett kötés teljesítheti a szakítószilárdságra vonatkozó követelményt, miközben a HAZ szabályozza a tönkremenetelt. A gyors hűlés martenzit vagy kemény bainites szerkezet kialakulásán keresztül nagy keménységet eredményezhet, ami növeli a helyi szilárdságot, ugyanakkor diffúzibilis hidrogén és befogás jelenlétében fokozza a hidrogén okozta repedésre való hajlamot. A lassabb hűlés csökkentheti a keménységet és a hidrogén okozta repedés kockázatát, azonban a túl nagy hőbevitel vagy a magas hőmérsékleten való tartós tartózkodás növelheti a szemcseméretet, meglágyíthatja a HAZ-t vagy csökkentheti a szívósságot. Az előmelegítés megváltoztatja a hűlési ciklust, de önmagában nem garantál biztonságos mikroszerkezetet.

A szilárdság és a szívósság a szemcseméreten és az átalakulási termékeken keresztül is verseng egymással. A finom szemcsék általában jobb ellenállást biztosítanak a rideg töréssel szemben, míg a durva szemcsék növelhetik a képlékeny–rideg átmeneti hőmérsékletet. A lágy interkritikus vagy túlemelegített zóna nagyobb helyi képlékenysége révén képes lehet a deformáció befogadására, de szakítóterhelés vagy ciklikus deformáció esetén a leggyengébb keresztmetszetté válhat. Kúszásálló acéloknál a probléma még súlyosabb, mivel a kiválások eloszlásának és az alszemcseszerkezetnek a kis változásai is meghatározhatják a hosszú távú szilárdságot.

A Grade 91 jól szemlélteti, miért elégtelen az olyan általános kijelentés, hogy „a HAZ keményebb”. Az ASM International és az EPRI 2016. évi konferenciaanyagában a IV. típusú repedést az alapfém HAZ-ában, különösen a finomszemcsés és interkritikus régiókban azonosították. Szimulált hőciklusok kimutatták, hogy az interkritikus HAZ-ban kialakuló ferrit csökkentheti a magas hőmérsékletű szakítószilárdságot. A tönkremenetel helye tehát nem egyszerűen a legforróbb zónához kapcsolódik, hanem a részleges átalakulás, a meggyengült kúszási szerkezet, a feszültség és az üzemi hőmérséklet sajátos kombinációjához.

A repedési mechanizmusokat szintén meg kell különböztetni egymástól. Az ESDEP a szerkezeti acélok hegeszthetőségének fő problémái között említi a HAZ cseppfolyósodási repedését, a hidrogén okozta repedést és az újramelegedési repedést. A dermedési repedés a hegesztett fémben, annak megszilárdulásakor keletkezik, bár a szomszédos HAZ cseppfolyósodása kis olvadáspontú alkotókat vagy kiválásokban gazdag határfelületeket is érinthet. A lemezes tépődés főként a megnyújtott zárványokat tartalmazó, arra hajlamos lemez vastagságirányú alakváltozásából ered; nem azonosítható a hidrogén okozta repedéssel. Az újramelegedési repedés feszültségcsökkentés vagy üzemi igénybevétel során alakul ki, amikor a repedésre hajlamos mikroszerkezetek és a maradó feszültség kölcsönhatásba lépnek. Ha minden hegesztési folytonossági hibát „HAZ-repedésnek” nevezünk, az elfedi a szükséges megelőzési módszert.

A korrózió újabb összetevőt jelent. A HAZ átalakulásai helyi galvanikus különbségeket, krómszegény vagy kiválások által érintett régiókat, keménységi gradienseket és maradó húzófeszültséget hozhatnak létre. Szupermartenzites rozsdamentesacél-hegesztési varratokban a TWI 2002. évi tanulmánya a HAZ mikroszerkezeteit a korrózióval, a feszültségkorróziós repedéssel, a szulfidfeszültség okozta repedéssel, a későbbi varratmenetek általi újramelegítéssel és a hegesztés utáni hőkezeléssel (PWHT) összefüggésben vizsgálta. Egy későbbi varratmenet az egyik régiót megeresztheti, miközben egy másik régiót interkritikus állapotba melegít újra. A PWHT csökkentheti a maradó feszültséget és megeresztheti a kemény alkotókat, ugyanakkor megváltoztathatja a kiválást és a korróziós viselkedést is. Az üzemi környezet — a klorid, a savas termelőfolyadék, a hidrogén, a hőmérséklet és az alkalmazott feszültség — határozza meg, hogy melyik gyengeség válik meghatározóvá.

### Kérdések, amelyekre egy megalapozott HAZ-értékelésnek választ kell adnia

A hiteles értékelésnek a tényleges hegesztési eljárásból, nem pedig egy általános HAZ-szélességből kell kiindulnia. Az EN 1011-2 a ferrites acélok ívhegesztésével foglalkozik, a ferrites rozsdamentes acélok kivételével, és a hőbevitelhez, az előmelegítéshez, valamint a hidrogén szabályozásához kapcsolódó útmutatást ad. Az ISO 13916:2025 a fúziós hegesztés során alkalmazott előmelegítési, rétegközi és előmelegítés-fenntartási hőmérséklet mérését határozza meg; a PWHT hőmérsékletének mérésére nem vonatkozik. Ezek a korlátozások azért lényegesek, mert a rögzített hőmérséklet-szabályozás és a tényleges PWHT egymástól elkülönülő bizonyítékok.

A metallográfiai vizsgálatnak meg kell határoznia az olvadási határ helyét, és azonosítania kell minden egyes termikus részrégiót, a szemcseméretet és az átalakulási terméket. A keménységprofilokat a hegesztett fémen, a durvaszemcsés, finomszemcsés, interkritikus és túlemelegített területeken keresztül kell felvenni, nem pedig egyetlen HAZ-értéket kell megadni. A szívósságvizsgálatnak a kritikus helyet és az üzemi hőmérsékletet kell reprezentálnia, míg a szakító-, kúszási vagy hajlítóvizsgálatnak figyelembe kell vennie a meglágyult zónákat és a lemez anizotróp tulajdonságait. A hőciklusra vonatkozó becslésekben meg kell adni a hőbevitelre, a lemezvastagságra, a kémiai összetételre, a befogásra és a Δt8/5-re vonatkozó feltételezéseket.

A végső értékelésnek össze kell kapcsolnia a szerkezetet a tönkremeneteli mechanizmussal és a környezettel. A következő kérdésekre kell választ adnia:

- Melyik HAZ-zónát értékelik, és hol helyezkedik el az olvadási határhoz képest?
- Milyen átalakulás ment végbe az első hőciklus és az újramelegítés során?
- A keménységprofil martenzitre, bainitre, megeresztésre, meglágyulásra vagy helyi eltérésre utal?
- Megfelelő-e a szívósság a meghatározott üzemi hőmérsékleten és terhelési sebességnél?
- Melyik repedési mechanizmus tekinthető valószínűnek: hidrogén okozta repedés, cseppfolyósodási repedés, dermedési repedés, lemezes tépődés, újramelegedési repedés vagy IV. típusú repedés?
- Milyen korróziós, hidrogén-, klorid- vagy szulfidhatás éri majd a HAZ-t?
- Mely alkalmazandó szabvány, eljárásminősítés és mérési módszer szabályozza az elfogadást?

A HAZ viselkedése az összetétel, a kiindulási mikroszerkezet, a hőciklus, a befogás, az újramelegítés és az üzemi környezet együttes eredménye. Egyetlen HAZ-elnevezés sem jelzi előre a hegesztett acél teljesítményét.

## Hivatkozások

1. \[1\] ASM International, Electric Power Research Institute. [Grade 91 Type IV cracking and simulated HAZ thermal cycles](https://www.asminternational.org/). ASM International and EPRI proceedings, 2016. [](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#wiki-cite-ref-1) https://www.asminternational.org/
2. \[2\] TWI. [Supermartensitic stainless-steel weld HAZ microstructures and environmental cracking](https://www.twi-global.com/). TWI study, 2002. [](/hu/wiki/h%C5%91kezel%C3%A9s/a-hegesztett-ac%C3%A9l-h%C5%91hat%C3%A1s%C3%B6vezet%C3%A9nek-metallurgi%C3%A1ja#wiki-cite-ref-2) https://www.twi-global.com/

 **A HAZ áttekintése**

Elhelyezkedés

A beolvadási határ és az érintetlen alapfém között

Anyagállapot

A hegesztési hő által megváltoztatott, de meg nem olvadt alapfém

Fő termikus jellemző

Δt8/5: a 800 °C-ról 500 °C-ra történő lehűlés ideje

Fő szabályozó tényezők

Csúcshőmérséklet, lehűlési sebesség, kémiai összetétel, edzhetőség és szemcseméret

 [Vissza Hőkezelés](/hu/wiki/hőkezelés "Hőkezelés — Steel Wiki")