Microstructure and mechanical properties of welded joints in austenitic steel TP347HFG after operation

• Autorzy: Wojsyk Kwiryn , Merda Agata , Klimaszewska Klaudia , Urbańczyk Paweł , Golański Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2020.6/7

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne złącza spawanego z austenitycznej stali TP347HFG po eksploatacji

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The analysis involved a similar welded joint made of steel TP347HFG after operation at a temperature of 580°C. Tests revealed that the primary mechanisms responsible for the degradation of the microstructure in all areas of the joint subjected to analysis were precipitation processes within the grains and along the grain boundaries. The grain boundaries contained two morphologies forming a continuous lattice. Precipitation processes resulted in the high tensile strength of the joint and high hardness within the weld face area. After operation, the test joint was characterised by relatively high impact energy, which could be attributed to the fine-grained microstructure and the presence of numerous annealing twins.

PL

Analizie poddano jednoimienne złącze spawane stali TP347HFG po eksploatacji w temperaturze 580°C. Przeprowadzone badania wykazały, że głównym mechanizmem degradacji mikrostruktury we wszystkich obszarach analizowanego złącza były procesy wydzieleniowe na granicach i wewnątrz ziaren. Na granicach ziaren obserwowano dwie morfologie wydzieleń, które tworzyły ich ciągłą siatkę. Zachodzące procesy wydzieleniowe skutkowały wysoką wytrzymałością na rozciąganie złącza oraz twardością w obszarze lica spoiny. Badane złącze po eksploatacji charakteryzowało się jeszcze względnie wysoką energią łamania, która wynikała zapewne z drobnoziarnistej mikrostruktury oraz obecności licznych bliźniaków wyżarzania.

Słowa kluczowe

EN

welded joint; steel TP347HFG; microstructure; mechanical properties

PL

połączenia zgrzewane; stal TP347HFG; mikrostruktura; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 64, No. 6
• Strony: 67--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Wojsyk Kwiryn

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science

autor

Merda Agata

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology

autor

Klimaszewska Klaudia

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology

autor

Urbańczyk Paweł

• Office of Technical Inspection, Dąbrowa Górnicza

autor

Golański Grzegorz

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology

Bibliografia

• [1] Barnard P.: Austenitic steel grades for boilers in ultra-supercritical power plants. Materials for ultra-supercritical and advanced ultra-supercritical power plants. [in] Di Gianfrancesco A.: Woodhead Publishing, 2017, pp. 99–119.
• [2] Blicharski M.: Zmiany mikrostruktury w połączeniach spawanych różnoimiennych materiałów stosowanych w energetyce. Przegląd Spawalnictwa, 2013, no. 85, pp. 2–13.
• [3] Brózda J.: Stale austenityczne nowej generacji stosowane na urządzenia energetyki o parametrach nadkrytycznych i ich spawanie. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2006, no. 50, pp. 40–48.
• [4] PN-EN ISO 5817:2014-05 – Spawanie – Złącza spawane ze stali, niklu, tytanu i ich stopów (z wyjątkiem spawanych wiązką) – Poziomy jakości według niezgodności spawalniczych.
• [5] Gibbons T. B.: Recent Advances in Steels for Coal Fired Power Plant: A Review. Transactions of the Indian Institute of Metals, 2013, no. 66, pp. 631–640. [6] Zhang Z., Hu Z., Tu H.Y., Schmauder S.: Microstructure Evolution in HR3C Austenitic Steel during Long-term Creep at 650oC. Materials Science and Engineering A, 2016, no. 681, pp. 74–84.
• [6] Zhang Z., Hu Z., Tu H.Y., Schmauder S.: Microstructure Evolution in HR3C Austenitic Steel during Long-term Creep at 650oC. Materials Science and Engineering A, 2016, no. 681, pp. 74–84.
• [7] Golański G., Lis A. K., Słania J., Zieliński A.: Microstructural aspect of long term service of the austenitic TP347HFG steel. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, no. 60, pp. 2901 – 2904.
• [8] Sourmail T.: Precipitation in creep resistant austenitic stainless steels, Materials Science and Technology, 2001, no. 17, pp. 1–14.
• [9] Wang B., Liu Z-h., Cheng S-h, Liu C-m., Wang J-z.: Microstructure evolution and mechanical properties of HR3C steel during long-term aging at high temperature. Journal of Iron and Steel Research International, 2013, no. 21, pp. 765–773.
• [10] Padilha A. F., Rios P. R.: Decomposition of Austenite in Austenitic Stainless Steels. ISIJ International, 2002, no. 42, pp. 325–327.
• [11] Zieliński A., Sroka M., Hernas A., Kremzer M.: The effect of long-term impact of elevated temperature on changes in microstructure and mechanical properties of HR3C steel. Archives of Metallurgy and Materials, 2016, no. 2, pp. 761–766.
• [12] Lin D. Y., Chang T. Ch., Liu G. L.: Effect of Si contents on the growth behavior of σ phase in SUS 309L stainless steels. Scripta Materialia, 2003, no. 43, pp. 855–860.
• [13] Purzyńska H., Golański G., Zieliński A., Dobrzański J., Sroka M.: Precipitation study in Ti-stabilised austenitic stainless steel after 207,000 h of service. Materials at High Temperatures, 2019, no. 36, pp. 296–303.
• [14] Minami Y., Kimura H.: Effect of M23C6 and MC Carbides on the Creep Rupture Strength of 18% Cr-10%Ni-Ti-Nb Steel. Transactions ISIJ, 1987, no. 27, pp. 299–301.
• [15] Yin Y., Faulkner R. G., Moreton P., Armson I., Coyle P.: Grain boundary chromium depletion in austenitic alloys. Journal of Materials Science, 2010, no. 45, pp. 5872–5882.
• [16] Klementti K., Hanninen H., Kivilathi J.: The effect of sigma phase formation on the corrosion and mechanical properties of Nb- stabilized stainless steel cladding. Welding Research Supplement, 1984, no. 64, pp. 17–25.
• [17] Erneman J., Schwind M., Andrén H. O., Nilsson J. O., Wilson A., Ågren J.: The evolution of primary and secondary niobium carbonitrides in AISI 347 stainless steel during manufacturing and long-term ageing. Acta Materialia, 2006, no. 54, pp. 67–76.
• [18] Golański G., Zieliński A., Pietryka I., Urbańczyk P.: Stale do pracy w podwyższonej temperaturze. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2018.

Uwagi

1. Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 59-63

2. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).