Trwałość zmęczeniowa materiałów platerowanych metodą zgrzewania wybuchowego

• Autorzy: Kwiatkowski G. , Rozumek D.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.0965

Warianty tytułu

EN

Fatigue life of materials claded with the method of explosive welding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy opisano porównanie trwałości zmęczeniowej na zginanie dwóch materiałów platerowanych z materiałem podstawowym. Materiałem podstawowym była stal węglowa P3335NH o grubości 10 mm, zaś materiałami platerowanymi były stale austenityczne 254SMO oraz 316L. W ramach pracy przeprowadzono badania ultradźwiękowe i badania statyczne takie jak: próba rozciągania, próba ścinania, próba zginania oraz udarność. Jako kolejne przeprowadzone zostały badania rozkładu twardości w przekroju poprzecznym próbki. Ostatnie były badania na cykliczne zginanie przy czterech różnych obciążeniach. Z przeprowadzonych badań wynika, że blachy zostały połączone na całej powierzchni z wyłączeniem technologicznych marginesów wynoszących około 30 mm na stronę oraz punktu inicjacji detonacji, który z reguły zawsze jest obszarem niezgrzanym. Badania rozkładu twardości wykazały, że proces platerowania wybuchowego spowodował wzrost twardości materiałów w pobliżu linii złącza. Z badań na cykliczne zginanie wynika, że najwyższą trwałość zmęczeniową wykazuje sam materiał podstawowy w porównaniu z materiałami platerowanymi. W przypadku każdej próbki inicjacja pęknięcia następowała w materiale podstawowym.

EN

This paper describes the comparison of fatigue life on bending of two claded materials with the base material. The base material was the carbon steel P3335NH of the thickness of 10 mm and the clad materials was austenitic steels 254SMO and 316L. As a part of the work, ultrasonic testing of static tests such as tensile tests, shear tests, bending tests and impact tests were performed. The hardness distribution tests in the cross-section of the sample was subsequently carried out. Last tests were the cyclic bending tests at four different loads. Surveys show that the plates are connected to the entire surface with the exclusion of technological margins of approximately 30 mm per side and the detonation initiation point, which, as a rule, is always a non-connected area. Hardness distribution tests shown that the explosive plating process has resulted in an increase in the hardness of materials near the joint line. The bending studies show that the highest fatigue life is the same as the base material compared to the cladding materials. For each sample, the crack initiation always started in the base material.

Słowa kluczowe

PL

platerowanie wybuchowe; trwałość zmęczeniowa; zginanie; stal austenityczna

EN

explosive welding; fatigue life; bending; austenitic steels

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 109--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kwiatkowski G.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole
• Zakład Technologii Wysokoenergetycznych EXPLOMET Gałka, Szulc Spółka jawna, ul. Oświęcimska 100H, 45-641 Opole

autor

Rozumek D.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

Bibliografia

• [1] Crossland B., Explosive welding of metals and its application, Claredon Press, Oxford, 1982.
• [2] Walczak W., Zgrzewanie wybuchowe metali, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1989.
• [3] Karolczuk A., Kowalski M., Bański R., Zok F., Fatigue phenomena in explosively welded steeltitanium clad components subjected to push-pull loading, Int. J. Fatigue, 48, 2013, pp. 101-108.
• [4] Szachogluchowicz I., Sniezek L., Hutsaylyuk V., Low cycle fatigue properties of AA2519–Ti6Al4V laminate bonded by explosion welding, Eng. Fail. Anal., 69, 2016, pp. 77-87.
• [5] Yakup Kaya, Nizamettin Kahraman, An investigation into the explosive welding/cladding of Grade A ship steel/AISI 316L austenitic stainless steel, Materials & Design, 52, 2013, pp. 367-372.
• [6] Paul H., Lityńska-Dobrzyńska L., Prażmowski M., Microstructure and phase constitution near the Interface of explosively welded aluminium/copper plates, Metall. Mater. Trans., 44A, 2013, pp. 3836-3851.
• [7] ASTM A-264-03, Standard Specification for Stainless Chromium-Nickel Steel-Clad Plate.
• [8] Kwiatkowski G., Rozumek D., The effect of heat treatment parameters on the structure and fatigue cracks growth in steel–titanium bimetal, Inżynieria Materiałowa/Materials engineering, 2, 2016.
• [9] Kwiatkowski G., Rozumek D., Własności statyczne różnych materiałów zgrzewanych wybuchowo, Przegląd Mechaniczny, 6, 2016, s. 21-27.
• [10] ASTM E 739-91, Standard practice for statistical analysis of linearized stress-life (S-N) and strain-life fatigue data, [in:] Annual Book of ASTM Standards, vol. 03,01, Philadelphia, 1999, pp. 614-620.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Praca jest finansowana z projektu NCBiR i częściowo z działalności statutowej uczelni.

Praca powstała z wykorzystaniem części badań prowadzonych w ramach programu M-Era.net „Nowe, odporne korozyjnie materiały wytworzone metodą wybuchową dla zastosowań w instalacjach geotermalnych”; współfinansowany ze środków NCBiR decyzją numer DZP/M-ERA.NET-2013/2309/2014.

Artykuł opracowano na podstawie referatu wygłoszonego na XVI Krajowej Konferencji Mechaniki Pękania w Pułtusku, 12-15.09.2017 r.