Structure and hardness changes in welded joints of Hardox steels

• Autorzy: Frydman S. , Konat Ł. , Pękalski G.

Warianty tytułu

PL

Zagadnienia zmian struktur i twardości połączeń spawanych stali Hardox

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article, the structure and change in hardness of the welded Hardox 400 and Hardox 500 steels have been presented. It has been shown that structures of lower wear resistance are being created as a result of welding those materials in the "as delivered" state (i.e. with the tempered martensite structure) within the heat-affected zones. They are as much as up to 90 mm wide, and that causes their non-uniform and fast wear in the anticipated applications. Based on microscopic tests and hardness measurements a method of thermal joints treatment has been proposed, consisting in their hardening and low-temperature tempering (self-tempering) at the heat-affected zones. It leads to reproduction of that area structure similar to the native material structure. In the laboratory conditions, a heat treatment differing from the usual practice (stress-relief annealing or normalizing) has not led to welding incompatibilities (cracks).

PL

W artykule przedstawiono budowę strukturalną i zmiany twardości połączeń spawanych stali Hardox 400 i Hardox 500. Wykazano, że w wyniku spawania tych materiałów w stanie dostarczenia (o strukturze martenzytu odpuszczonego) w strefach wpływu ciepla powstają struktury obniżające odporność na zużywanie ścierne. Mają one szerokość do 90 mm, co w przewidywanych zastosowaniach powoduje ich nierównomierne i szybkie zużywanie. Na podstawie badań mikroskopowych i pomiarów twardości, zaproponowano obróbkę cieplną połączeń polegającą na hartowaniu i niskim odpuszczaniu (samoodpuszczaniu) stref wpływu ciepła. Prowadzi to do odtworzenia struktur tego obszaru zbliżonych do struktury materiału rodzimego. Różniąca się od zazwyczaj stosowanych (wyżarzanie odprężające lub normalizujące) obróbka cieplna nie wywołała w warunkach laboratoryjnych powstawania w połączeniach niezgodności spawalniczych (pęknięć).

Słowa kluczowe

EN

wear resistant alloys; martensitic steels; welded joints; hardness changes; structures

PL

stal; spawanie stali; obróbka cieplna

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, no 4
• Strony: 15--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Frydman S.

autor

Konat Ł.

autor

Pękalski G.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Cegiel L., Konat Ł., Pawłowski T., Pękalski G.: Hardox Steels - New generations of construction materials for surface mining machinery, Brown Coal, Bogatynia, No. 3, 56, pp. 24-29.
• [2] Konat Ł., Pękalski G., Oskwarek M.: Macro and microstructural properties of welded joints of Hardox 400 and Hardox 500 steels, XIX Scientific Conference "Development Problems of Working Machines", Technical Magazine, Zakopane, January 2006.
• [3] Oskwarek M.: Structural features and susceptibility to cracking of welded joints of Hardox 400 and Hardox 500 steels, Conference Proceedings, IV Scientific Conference of Students, Wroclaw University of Technology Publishing House, Wrocław 2006.
• [4] Bugłacki H., Smajdor M.: Mechanical properties of abrasion - resistant Hardox 400, Advances in Material Science, Vol. 4, No. 2, 2003.
• [5] Haimann R., Krajczyk A., Pękalska L., Pękalski G.: Analysis of strength changes and development of technology for optimal annealing of welded parts (caterpillar girders, caterpillar plates, a.s.o.), IMMT Report, series SPR 6, Wroclaw University of Technology, 1986.
• [6] Haimann R., Krajczyk A., Pękalska L., Pękalski G.: Influence of relief annealing on the structure and properties of cast steel joints with 18G2A and 12G2ANb steels, Welding Technology Overview, 1990.
• [7] Tasak E.: Metallurgy and structural metallurgy of welded joints, Script AGH Kraków, 1985.
• [8] Engineer Handbook - Welding Technology, T1, WNT, Warszawa 2003.
• [9] Brooks J.A., Garrison Jr. W.M.: Weld Microstructure Development and Properties of Precipitation- Strengthened Martensitic Stainless Steels, Welding Journal, Aug. 1999.
• [10] Li D., Lu B., Zheng X.: Fatigue Crack Initiation and Propagation in Butt Joint Welds of an Ultrahigh-Strength Steel, Welding Journal, February 1993.
• [11] Akselsen O.M., Rorvik G., Onsoien M.I., Grong O.: Assessment and Predictions of HAZ Tensile Properties of High-Strength Steels, Welding Journal, September 1989.
• [12] Łętkowska B.: Material studies of HTK - 700H, HTK - 900H and AR400 steels and potential of their application in surface mining machinery construction, Master Diplomma Thesis, Work Tutor G. Pękalski, PhD, 2007.
• [13] Welding. Hardox, Weldox, Information Materials of the SSAB-Oxelösund Steel Mill. [14] Hernas A.: Creep-resistance of steels and alloys, Silesian University of Technology Publishing House, Gliwice, 2000.