Mechanical Properties and Microstructure of Dissimilar Material Welded Joints

• Autorzy: Ziewiec A. , Tasak E. , Ziewiec K. , Formowicz K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0154

Warianty tytułu

PL

Własności mechaniczne i mikrostruktura złączy zgrzewanych materiałów różnorodnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of the mechanical testing and the microstructure analysis of dissimilar welded joint of the R350HT steel and the high-manganese (Hadfield) cast steel using Cr-Ni cast steel spacer. The simulation tests of the welded joint surface deformation were carried out. The macroscopic and microscopic investigation were made using light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM). Content of the magnetic phase was measured using magnetoscope. The quantitative metallographic investigation was used for assessment of ferrite and martensite contents and X-ray diffraction phase analysis was carried out. The results showed that during cooling of the spacer after welding, the transformation of metastable austenite into martensite proceeded. In addition to work hardening, the phase transformation of austenite into martensite occurs during the process of the superficial deformation of the spacer while simulated exploitation. This leads to a substantial increase of hardness, and at the same time, causes the increase of wear resistance of the welded joints of crossovers.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań własności i struktury złącza zgrzewanego stali R350HT ze staliwem wysokomanganowym poprzez przekładkę ze staliwa Cr-Ni. Wykonano symulacyjne procesy odkształcania powierzchni złącza. Przeprowadzono badania makrostrukturalne, mikrostrukturalne LM i SEM, zawartości fazy magnetycznej magnetoskopem, metalograficzną ilościową ocenę martenzytu i ferrytu oraz analizę fazową XRD. Badaniawykazały, że w przekładce podczas chłodzenia po zgrzewaniu występuje przemiana metastabilnego austenitu w martenzyt. Równocześnie w procesie powierzchniowego odkształcania przekładki podczas symulowanej eksploatacji oprócz umocnienia zgniotem zachodzi przemiana austenitu w martenzyt. Prowadzi to do znacznego wzrostu twardości a zatem odporności na zużycie toczne złącza zgrzewanego rozjazdu kolejowego.

Słowa kluczowe

EN

crossovers; welding; Hadfield cast steel; austenite spacer

PL

zwrotnice; spawanie; staliwo Cr-Ni; metastabilny austenit

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 3
• Strony: 911--918
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ziewiec A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Tasak E.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Ziewiec K.

• Institute of Technology, Facultyof Mathematics, Physics and Technical Science, Pedagogical University of Cracow, 2 Podchorążych Str., 30-084 Kraków, Poland

autor

Formowicz K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] S. Dobosz, J. Pacyna, E. Tasak, J. Kusińskiiinni, Nowe tworzywa bainityczne na rozjazdy krzyżownic kole-jowych, Projekt rozwojowy nr R0700702 finansowany przez KBN, AGH Kraków 2008-2010.
• [2] S. Gawlik, P. Naróg, J. Głownia, Charakterystyka staliwa bainitycznego na rozjazdy kolejowe, Materiały Kon-ferencji, STALIWO NOWE WYZWANIA PRZEMYSŁOWE, Kraków 2013.
• [3] J. Blaumauer, patent EP 0 467 881 A1 (patent PL 167992) Verfahren zur Verbindung von aus Manganhartstahiguss beste-henden Weichenteilen bzw. Manganstahlschienen mit einer Schiene aus Kohlenstoffstahl, 1991.
• [4] E. Tasak, patent P.365917, Sposób łączenia elementów roz-jazdowych wykonanych ze staliwa wysokomanganowegoi stali szynowej węglowej, 2004.
• [5] E. Tasak, A. Ziewiec, J. Paś, S. Sajon, Sposób łączenia elementuz austenitycznego staliwa wysoko-manganowegoz elementem ze stali węglowo-manganowej lub stali węglowej, zgłoszenie patentowe P.395747z dnia 25.07.2011.
• [6] E. Tasak, A. Ziewiec, K. Ziewiec, Sposób łączenia elementów rozjazdowych wykonanychz austenity-cznego staliwa lub stali wysokomanganoweji szyn ze stali węglowo-manganowej lub węglowej, zgłoszenie patentowe P.400757z dnia 13.09.2012.
• [7] A. Ziewiec, E. Tasak, A. Zielińska-Lipiec, K. Ziewiec, J. Kowalska, The influence of rapid solidification on the microstructure of the 17Cr-9Ni-3Mo precipitation hardened steel, Journal of Alloys and Compounds, in press, DOI information: 10.1016/j.jallcom.2013.12.192.
• [8] EN 14587-3:2012, Railway applications – Track Flash but welding of rails – Part 3: Welding in association with crossing construction 918
• [9] C. Capdevila, F. G. Caballero, C. Garciade Andres, Determination of Ms Temperature in Steels: A Bayesian Neural Network Model, ISIJ International 42, 894 (2002).
• [10] K. Formowicz, Właściwości i struktura złączy zgrzewanych staliwa wysokomanganowegoz szyną ze stali węglowej, Projekt inżynierski. AGH Kraków 2013.
• [11] M. Witkowska, A. Zielińska-Lipiec, J. Kowalska, W. Ratuszek, Microstructural changes in a high-manganese austenitic Fe-Mn-Al-C steel, Archives of Metallurgy and Materials 59, 3, 975-979 (2014).
• [12] W. Ratuszek, J. Kowalska, J. Ryś, M. Rumiński, The effect of (G a’) phase transformation on texture development in metastable austenitic steel, Archives of Metallurgy and Materials 53, 1, 213-219 (2008).