PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Weld joint simulations of heat-resistant steels

Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Symulacje spawów stali wysokotemperaturowych
Konferencja
International Conference on Phase Diagram Calculation and Computational Thermochemistry (May 30 - June 4, 2004; Kraków, Poland)
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Knowledge of microstructure stability is essential for reliable estimations of lifetime limitations of materials and welded joints at higher temperatures. The CALPHAD method complemented with appropriate diffusion approach can help us to simulate phase and element profile evolutions inside diffusion-affected zone of weld joint. The different heat-resistant steels (alloying base: Cr, Ni, Mo, V, C, N) and their weld joints are objects of our study. The particular results of the equilibrium calculations are presented as phase diagram cross-sections and element activities of the selected heat-resistant steels. The temperature dependences of carbon and nitrogen activities were calculated for individual steels. The difference in these activities in two different steels (at given temperature) indicates diffusion flow direction, which can be opposite to that deduced from the element content (up-hill diffusion). The simulations respect the coexistence of different carbide phases in the materials and they are conducted with the assumption that local phase equilibrium holds and that diffusion is the control process of phase transformation. The phase diagram calculations and diffusion couple simulations involving time-distance dependences for phase and element redistributions in diffusion-affected zones enabled us to obtain basic information, which allow to estimate thermodynamic and diffusion stabilities of the studied heat-resistant steels and their weld joints.
PL
Znajomość stabilności mikrostruktur jest kluczowa dla wiarygodnego szacowania trwałości materiałów i ich spawów w wysokich temperatutach. Metaoda CALPHAD uzupełniona odpowiednimi rozważaniami z dziedziny dyfuzji umożliwia symulację ewolucji profilów zawartości faz i składników wewnątrz strefy dyfuzji w obrębie spawu. Przedmiotem prezentowanych badań sąróżnego rodzaju stale wysokotemperaturowe oraz ich spawy. Wyniki obliczeń równowagowych przedstawione są w postaci izotermicznych przekrojów wykresów równowagi oraz aktywności pierwiastków w wybranych stalach wysokotemperaturowych. zalezności temperaturowe aktywności węgla i azotu zostały obliczone dla poszczególnych stali. Różnica pomiedzy takimi aktywnościami określonymi dla dwóch róznych stali w danej temperaturze okresla kierunek strumienia dyfuzji, który może okazać się przeciwny w stosunku do kierunku wynikajacego z gradientu koncentracji. Przeprowadzone symulacje uwzględniają współistnienie w materiałach różnych faz węglikowych i prowadzone sa przy założeniu lokalnych równowag fazowych oraz dyfuzyjnego charakteru przemian fazowych. Obliczanie wykresów równowag fazowych oraz symulacje par dyfuzyjnych przy uwzględnieniu czasowo przestrzennych zależności rozkładu faz i pierwiastków w strefie dyfuzji pozwoliły na uzyskanie podstawowych informacji, na podstawie których mozna było oszacować termodynamiczną i dyfuzyjną stabilność stali wysokotemperaturowych i ich spawów.
Słowa kluczowe
Twórcy
autor
  • Dept. of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology, Technicá 2, Brno CZ-61669 BRNO, Czech Republic
autor
  • Masaryk University-Brno, Faculty of Science, Department of Theoretical and Physical Chemistry. Kotlarska 2, Cz-61137 Brno, Czech Republic
autor
  • Dept. of Materials Science, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology, Technicá 2, Brno CZ-61669 BRNO, Czech Republic
Bibliografia
  • [1] J. D. Robson, H. K. D. H. Bhadeshia, CALPHAD 20, 447-460 (1996).
  • [2] J. D. Robson. H. K. D. H. Bhadeshia, Materials Science and Technology 13. 931-639 (1997).
  • [3] J. D. Robson, H. K. D. H. Bhadeshia, Materials Science and Technology 13, 640-644 (1997).
  • [4] K. Stransky, et. al., Hutnicke listy 10. 712-719 (1983).
  • [5] B. Million, et. al., Z. Metallkd. 86. 706-712 (1995).
  • [6] V. Pilous, K. Stransky, Strukturni stalost navaru a svarovych spoju energeticke strojirenstvi (in Czech). Praha, Academia, 1989.
  • [7] R. Foret, et al., Proc. Int. Conf. on 'Integrity of high-temperature welds'. 135-141; 1998. Suffolk, UK. The Institute of Mcchnical Engineers, The Ipswich Book Company.
  • [8] J. O. Andersson, et. al., CALPHAD 26. 273-312 (2002).
  • [9] A. Borgenstam, et. al., J. of Phase Equilibria 21. 269-280 (2000).
  • [10] N. Saunders, A. P. Miodovnik, CALPHAD (Calculation of Phase Diagram) - A Comprehensive Guide', Pcrgamon Materials Series 1, Elsevier Science, Amslcrodam. 1998.
  • [11] R. Foret, et.al., Sci. and Technol. Weld. Joining 6. 405-411 (2001).
  • [12] B. Million, et.al., Metallic Materials 37, 317-323 (1999).
  • [13] A. T Dinsdale, CALPHAD 15. 317-425 (1991).
  • [14] B. Sundman, B. Jansson, J-O.Andersson, CALPHAD 9, 153-199 (1985).
  • [15] B. Sundman, Scandinavian Journal of Metallurgy 20, 79-85 (1991).
  • [16| MT DATA, National Physical Laboratory, Teddington, Middlesex, UK, 1989.
  • [17] J. Sopousek, V. Jan, R. Foret, Science and Technology of Welding and Joining 9, March (2004)
  • [18] B. Sundman, J. Agren. J. Phys. Chem. Solids 42. 297-301 (1981).
  • [19] M. Hillert, Phase equilibria. Phase Diagrams and Phase Transformations - Their Thermodynamic Basis. Cambridge University Press. 1998.
  • [20] I. Ansara, B. Sundman, CALPHAD 24, 181-182 (2000).
  • [21] C. W. Bale, et.al., CALPHAD 26, 189-228 (2002).
  • [22] R. H. Davies, et.al., CALPHAD 26, 229-271 (2002).
  • [23] J. Sopousek. et.al., CALPHAD 17. 229-235 (1993).
  • [24] S. L. Chen, et.al., CALPHAD 26, 175-188 (2002).
  • |25] B. J. Lee, D. N. Lee, J. of Phase Equilibria 13. 349-363 (1992).
  • [26| J. S. Kirkaldy, D. J. Young, Diffusion in the Condensed Slate. The Inst. of Metals. London. 1987
  • [27] J.O. A n d e r s o n, J. Ag r e n: J Appl. Phys. 72, 1350-1355 (1992).
  • [28] P. Shewmon, Diffusion in Solids. The Minerals. Metals & Materials Society, Warrendale. Pennsylvania, 1989
  • [29] A. Kroupa, et.al., Journal of Phase Equilibria 22, 312-323 (2001).
  • [30] R. L McCullough, Compos. Sci. Technol. 22, 3-21 (1985).
  • [31] T. Hellander, J. Agren, Acta Mater. 47, 3291-3300 (1999).
  • [32] V. Pilous, K. Stransky, Structural Stability of Deposits and Welded Jonts in Power Engineering, Cambridge Internaional Science Publishing, 1998.
  • [33] F. Brun, et. al., Materials Science and Technology 15, 547-554 (1999).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BSW3-0010-0030
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.