PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Correlation between Tensile Deformation Behavior and Microstructural Morphology of Nuclear Grade Austenitic Stainless Steel Welded Joints using Infrared Thermography Technique

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Korelacja między przebiegiem deformacji przy rozciąganiu a mikrostrukturą złączy spawanych z austenitycznej stali nierdzewnej klasy nuklearnej z wykorzystaniem techniki termografii w podczerwieni
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Tensile deformation behavior of nuclear grade Austenitic Stainless Steel (SS) and its welded joints fabricated by Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) and Activated Flux Gas Tungsten Arc Welding (AGTAW) processes were studied and correlated with relevant microstructural morphologies using Infrared Thermography (IRT) technique. The microstructure of base metal showed a complete austenite phase. GTAW Fusion Zone (FZ) exhibited both primary ferrite and primary austenite mode of solidification. Meantime, AGTAW FZ exhibited only primary austenite mode of solidification. A strain rate of 4.4x10-4 s-1 was used during the tensile test of the base metal and welded joints. The failure locations of the base metal, GTAW and AGTAW samples were noticed at the center of the gauge portion, the base metal side away from Fusion Line (FL) and Heat Affected Zone (HAZ) respectively. The temperature variations of the base metal and weld zones were recorded in the form of thermograms using the IR camera at the different stages of the tensile deformation. During deformation study, peak temperature of 39.2 °C, 38.8 °C and 34 °C were observed at the base metal, GTAW and AGTAW samples respectively. The lesser peak temperature of the AGTAW sample compared to the base metal and GTAW samples indicated that the AGTAW sample undergone lesser deformation. Moreover, tensile deformation behaviours of the base metal and welded joints were correlated with their microstructural morphologies using corresponding temperature curves.
PL
W pracy zbadano zachowanie deformacji podczas rozciągania austenitycznej stali nierdzewnej i jej połączeń spawanych wykonanych metodą GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) oraz AGTAW (Activated Flux Gas Tungsten Arc Welding), a następnie skorelowano je z odpowiednimi morfologiami mikrostrukturalnymi za pomocą termografii w podczerwieni (ang. lnfrared Thermography). Mikrostruktura materiału bazowego wykazała całkowitą fazę austenitu. Spoina GTAW wykazywała zarówno ferryt, jak i austenit, podczas gdy spoina AGTAW wykazywała jedynie austenit. Podczas próby rozciągania materiału bazowego i złączy spawanych zastosowano prędkość odkształcania o wartości 4,4x10-4 s-1. Do zerwania poszczególnych próbek doszło odpowiednio na środku próbki materiału bazowego, w linii wtopienia złącza spawanego GTAW i w strefie wpływu ciepła (SWC) złącza spawanego AGTAW. Zmiany temperatury w materiale rodzimym i poszczególnych obszarach złączy spawanych rejestrowano w formie termogramów za pomocą kamery na podczerwień, przy różnych etapach deformacji podczas rozciągania. Podczas badań odkształceń zaobserwowano maksymalne wartości temperatury: 39,2 °C, 38,8 °C i 34 °C odpowiednio w próbkach z materiału bazowego, spawanych GTAW i spawanych AGTAW. Niższa maksymalna temperatura próbki spawanej metodą AGTAW w porównaniu z pozostałymi próbkami wskazała, że uległa ona mniejszemu odkształceniu. Ponadto zachowania deformacji przy rozciąganiu materiału rodzimego i złączy spawanych zostały skorelowane z obrazami ich mikrostruktur przy użyciu odpowiednich krzywych temperatur.
Rocznik
Strony
7--15
Opis fizyczny
Bibliogr. 22 poz., il., tab.
Twórcy
  • Department of Mechanical Engineering, SSN College of Engineering, Tamil Nadu, India
  • Department of Mechanical Engineering, SSN College of Engineering, Tamil Nadu, India
autor
  • Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR), Kalpakkam, Tamil Nadu, India
Bibliografia
  • [1] Mannan S.L., Chetal S., Selection of materials for prototype fast breeder reactor, Transactions of the Indian Institute of Metals, 2003, Vol. 56(2), 155-178.
  • [2] Kuang H.T., Chih Y.H., Performance of activated TIG process in austenitic stainless steel welds, Journal of Materials Processing Technology, 2011, Vol. 211, 503-512. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.11.003
  • [3] Ahmadi E., Ebrahimi A.R., Welding of 316L Austenitic Stainless Steel with Activated Tungsten Inert Gas Process, Journal of Materials Engineering and Performance, 2015, Vol. 24, 1065-1071. https://doi.org/10.1007/s11665-014-1336-6
  • [4] Vasudevan M., Effect of A-TIG Welding Process on the Weld Attributes of Type 304LN and 316LN Stainless Steels, Journal of Materials Engineering and Performance, 2017, Vol. 26(3), 1325-1336. https://doi.org/10.1007/s11665-017-2517-x
  • [5] Bagavathiappan S., Lahiri B.B., Saravanan T., John P., Jayakumar T., Infrared thermography for condition monitoring – A review, Infrared Physics and Technology, 2013, Vol. 60, 35-55. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2013.03.006
  • [6] Sony P., Amretendu M., Rajdeep S., Zafir A., Dipak D., Vikas K., Determination of critical strain for rapid crack growth during tensile deformation in aluminide coated near-α titanium alloy using infrared thermography, Materials Science and Engineering A, 2013, Vol. 576, 217-221. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.03.089
  • [7] Górka J., Janicki D., Fidali M., Jamrozik W., Thermographic Assessment of the HAZ Properties and Structure of Thermomechanically Treated Steel, International Journal of Thermophysics, 2017, Vol. 38(183), 1-21. https://doi.org/10.1007/s10765-017-2320-9
  • [8] Psuj G., Szymanik B., Łopato P., Herbko M., Maciusowicz M., Multimodal monitoring of damage in steel construction elements during fatigue life, Welding Technology Review, 2016, Vol. 88(10), 104-109. https://doi.org/10.26628/ps.v88i10.695
  • [9] Haneef T., Lahiri B.B., Bagavathiappan S., Mukhopadhyay C.K., Philip J., Rao B.P., Jayakumar T., Study of the tensile behavior of AISI type 316 stainless steel using acoustic emission and infrared thermography techniques, Journal of Materials Research and Technology, 2015, Vol. 4(3), 241-53. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2014.12.008
  • [10] Corigliano P., Crupi V., Epasto G., Guglielmino E., Risitano G., Fatigue assessment by thermal analysis during tensile tests on steel, Procedia Engineering, 2015, Vol. 109, 210-218. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.06.215
  • [11] Corigliano P., Cucinotta F., Guglielmino E., Risitano G., Santonocito D., Thermographic analysis during tensile tests and fatigue assessment of S355 steel, Procedia Structural Integrity, 2019, Vol. 18, 280-286. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.08.165
  • [12] Pawlak S., Różański M., Muzia G., The application of active Thermography for non-destructive testing of brazed joints, Welding Technology Review, 2014, Vol. 85(2), 24-28. https://doi.org/10.26628/ps.v85i2.276
  • [13] Pawlak S., Różański M., Stano S., Muzia G., Active Thermography as a new method of testing non-destructive laser welded lap joints, Welding Technology Review, 2014 , Vol. 86(3), 4-7. https://doi.org/10.26628/ps.v86i3.100
  • [14] Vasudevan M., Bhaduri A.K., Baldev R., Penetration enhancing flux formulation for tungsten inert gas (TIG) welding of austenitic stainless steel and its application, US8097826B2. https://patents.google.com/patent/US8097826B2/en
  • [15] ASTM Designation: E 407 - 07: (2015) e1. Standard Practice for Microetching Metals and Alloys. https://www.astm.org/Standards/E407
  • [16] Rajasekaran R., Lakshminarayanan A.K., Vasudevan M., Vasantharaja P., Role of welding processes on microstructure and mechanical properties of nuclear grade stainless steel joints, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 2019, Vol. 233(11). https://doi.org/10.1177%2F1464420719849448
  • [17] Ostromęcka M., Kolasa A., The effect of the current pulsation frequency on heat supply results during pulsed current TIG welding in 301L stainless steel, Welding Technology Review, 2019, Vol. 91(8), 61-71. https://doi.org/10.26628/wtr.v91i8.1046
  • [18] Vijayanand V.D., Vasudevan M., Ganesan V., Parameswaran P., Laha K., Bhaduri A.K., Creep deformation and rupture behavior of single-and dual-pass 316LN stainless-steel-activated TIG weld joints, Metallurgical and Materials Transactions A, 2016, Vol. 47(6), 2804-2814. https://doi.org/10.1007/s11661-016-3426-6
  • [19] Yan Z., Zhang H., Chen P., Wang W., Anisotropy of fatigue behavior and tensile behavior of 5A06 aluminum alloy based on infrared thermography, Journal of Wuhan University of Technology Materials Science Edition, 2017, Vol. 32(1), 155-161. https://doi.org/10.1007/s11595-017-1574-1
  • [20] Kumar J., Baby S., Kumar V., Thermographic studies on IMI-834 titanium alloy during tensile loading, Materials Science and Engineering: A, 2008, Vol. 496, 303-307. https://doi.org/10.1016/j.msea.2008.05.040
  • [21] Kutin M., Ristić S., Burzić Z., Puharić M., Testing the tensile features of steel specimens by thermography and conventional methods, Scientific Technical Review, 2010, Vol. 60(1), 66-70. http://www.vti.mod.gov.rs/ntp/rad2010/1-10/9/e9.htm
  • [22] Venkatraman B., Mukhophadyay C.K., Raj B., Prediction of tensile failure of 316 stainless steel using infrared thermography, Experimental Techniques, 2004, Vol. 28(2), 35-38. https://doi.org/10.1111/j.1747-1567.2004.tb00157.x
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-1994e2e5-4146-4cae-a4ee-0e4db9630ffd
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.