Ocena odporności na pękanie gorące stali duplex gatunku 2205

• Autorzy: Adamiec J.

Warianty tytułu

EN

Assessment of hot crack resistance of 2205 duplex steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania kruchości wysokotemperaturowej wykorzystując urządzenie Gleeble 3800. Wyniki badań pozwoliły na ocenę wielkości charakterystycznych temperatur w zakresie kruchości wysokotemperaturo- wej przy łączeniu stali duplex, a w szczególności temperatury utraty wytrzymałości i plastyczności w czasie nagrzewania, temperatury ponownego uzyskania wytrzymałości i plastyczności w czasie chłodzenia, parametru Rf decydującego o skłonności stali duplex do pękania gorącego oraz temperaturowy zakres kruchości. Stwierdzono, że dla stali 2205 zakres ten jest szeroki i wynosi ok. 98°C. Przeprowadzono również technologiczną próbę transvarestraint w celu określenia wpływu warunków technologicznych i konstrukcyjnych. Stwierdzono, że do oceny skłonności do pękania gorącego można stosować następujące wskaźniki wyznaczane w próbie transvarestraint: długość pęknięcia w osi spoiny (Lmax), sumaryczną długość pęknięć (L1max), prog pękania (?p), temperaturowy zakres kruchości (TZK), krytyczną intensywność odkształcenia (CST) oraz krytyczną prędkość odkształcenia (CSS). Analiza metalograficzna wykazała, że pęknięcia gorące w spoinie prze- biegają wzdłuż granic kryształów pierwotnych, na których wydziela się austenit wtórny. Istotnym czynnikiem pogarszającym odporność na pękanie gorące jest obecność fazy ? w obszarach miedzy wydzieleniami austenitu. Potwierdzeniem pękania gorącego stali jest obecność tzw. mostków. Mostki te powstają w zakresie wspołistnienia fazy ciekłej i stałej w jeziorku metalu podczas spawania. Porównanie zakresu kruchości wysokotemperaturowej dla stali 2205 wyznaczonego na symulatorze Gleeble 3800 (98°C) oraz w próbie techno- logicznej transvarestraint (377°C) wskazuje na istotny wpływ czynników technologicznych oraz konstrukcyjnych na jego szerokość. Stal 2205 pod- czas spawania jest bardziej skłonna do pękania gorącego niż w procesie np. odlewania. Wynika to z cech charakterystycznych procesu spawania, tj. parametrów spawania, cyklu cieplnego oraz stanu naprężeń i odkształceń w złączu oraz geometrii rowka spawalniczego. Opracowano procedurę wykonania próby transvarestraint dla stali typu duplex gatunku 2205. Wyniki tej próby pozwalają na określenie odporności stali na pękanie gorące podczas spawania. Próba ta może być stosowana do oceny spawalności.

EN

High temperature brittleness tests using the Gleeble 3800 device were con- ducted. The tests results allowed to evaluate the characteristical temperatures in the brittleness temperature range during the joining of duplex steels, spe- cifically the nil-strength and nil-ductility temperatures during heating, the strength and ductility recovery temperatures during cooling, the Rf parametr deciding about the duplex steel inclination for hot cracking and the brittle- ness temperature range. It has been stated, that in the case of the examined steel this range is wide and amounts to ca. 98°C. The technological test transvarestraint was also conducted in the aim of the qualification of the influence of technological and constructional condi- tions. It was affirmed that one can apply following coefficients marked In the test transvarestraint to the opinion of susceptibility to hot cracking: the length of the crack in the axis of the joint (Lmax), the summary length of cracks (L1max), the threshold of cracking (?p), the temperature range of fragil- ity (TZK), the critical intensity of the deformation (CST) and the critical speed of the deformation (CSS). The metallographic analysis showed, that hot cracks in the joint run along the borders of primitive crystals on which the secondary austenite gives off. The presence of phase ? is the essential factor worsening the resistance on hot cracking in the areas of boundary strip beetwen emission of the austen- ite. The confirmation of hot cracking of steel there is the presence called bridges. These bridges come into being in the range of coexistence of liquid and solid phase in the melting point of the metal while welding. Comparison of the range of high-temperature fragility for steel 2205 ap- pointed on the simulator Gleeble 3800 (98°C) and he shows on the Essentials influence of technological and constructional factors on his width in test tech- nological transvarestraint (377°C) . While welding steel 2205 is considerably more prone to hot cracking than in the process e.g. casting. This results from the characteristic features of the process of welding, the parameters of weld- ing, thermal cycle and the condition of tensions and deformations in joint and the geometry of the welding groove. The procedure of the realization of test transvarestraint for the solid type duplex in species 2205. was worked out. The results of this test let on the qualification the resistance steel on hot crack while welding. This test can be employ to made a welding rating.

Słowa kluczowe

PL

stal duplex 2205; odporność na pękanie; badania kruchości wysokotemperaturowej; analiza metalograficzna; pęknięcia gorące

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 3
• Strony: 152--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Adamiec J.

• Katedra Nauki o Materiałach, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii,

Bibliografia

• [1] Eskin D. G. i in.: Mechanical properties in the semi-solid state and hot tearing of aluminium alloys. Progress in Materials Science 49/5 (2004) 629-711.
• [2] Borland J. C.: British Welding Journal 7 (1960) 508.
• [3] Clyne T. W., Davies G. J.: In: Solidification and casting of metals. Metals Society, London (1979) 275.
• [4] Forest B., Bercovici S.: In: Proc Conference on Solidification Technology in Foundry and Cast House. Univ. Warwick Metals Society, Coventry (UK) (1983) 607.
• [5] Eskin D. G., Katgerman L.: A quest for new hot tearing criterion. Metalurgical and Materials Transactions 38A (2007) 1511-1519.
• [6] Prohorow N. N.: Tiechnołogiczeskaja procznost matieriałłow w procesie kristallizacji pri swarkie. Swarocznoje proizwodstwo 4 (1962).
• [7] Pchennikov A.: Application and further development of Prohorov’s solidification- cracking theories. Dokument Międzynarodowego Instytutu Spawalniczego IIW Doc. IX-2160r1-05, MIS (2005).
• [8] Tasak E., Ziewiec A.: Pękanie spoin w procesie krzepnięcia. Przegląd Spawalnictwa 1 (2007), Agenda Wydawnicza SIMP (2007) 14-18.
• [9] Tasak E.: Metalurgia spawania. Wydawnictwo JAK, Kraków (2008).
• [10] Gleeble 3800 Applications. Welding Process Simulation (2000).
• [11] Mazur W.: Metalurgia spawania. Politechnika Śląska, nr 1679 (1992).
• [12] Adamiec J. Problemy materiałowe i technologiczne przy spawaniu materiałów trudno spawalnych. Projekt badawczy finansowany ze środków budżetowych Nr 4T08C04024, Politechnika Śląska, Katowice (2007).