Study on Non-Metallic Inclusions in Laser-Welded TRIP-Aided Nb-Microalloyed Steel

• Autorzy: Grajcar A. , Różański M. , Kamińska M. , Grzegorczyk B.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0203

Warianty tytułu

PL

Badania wtrąceń niemetalicznych w spawanej laserowo stali TRIP z mikrododatkiem Nb

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work concerns the studies on non-metallic inclusions occuring in laser-welded Si-Al TRIP steel containing Nb and Ti microadditions. Laser welding tests of 2 mm thick thermomechanically rolled sheets were carried out using keyhole welding and a solid-state laser. The results of laser welding in the air atmosphere for the heat input value of 0.048 kJ/mm are included. The distribution, type and chemical composition of non-metallic inclusions formed in the base metal, heat-affected zone, and fusion zone are analysed in detail. It was found that the base metal contains rare, fine oxysulphides. Their chemical composition was modified by rare earth elements. Numerous oxide inclusions of a various size and a chemical composition occur in the fusion zone. The dependence between a size of particles and their chemical composition was observed. A microstructure of steel was assessed using light microscopy and scanning electron microscopy techniques.

PL

Praca dotyczy badań wtrąceń niemetalicznych występujących w przetapianej laserowo stali TRIP typu Si-Al zawierającej mikrododatki Nb i Ti. Próby spawania laserowego odwalcowanych termomechanicznie taśm o grubości 2 mm przeprowadzono z wykorzystaniem lasera na ciele stałym i techniki głębokiego przetopienia. Przedstawiono wyniki przetapiania laserowego próbek z energią liniową 0.048 kJ/mm w atmosferze powietrza. Szczegółowej analizie poddano rozkład, rodzaj i skład chemiczny wtrąceń niemetalicznych tworzących się w materiale rodzimym, strefie wpływu ciepła i strefie przetopionej. Stwierdzono, że w materiale rodzimym występują nieliczne, drobne wtrącenia siarczkowo-tlenkowe, których skład chemiczny został zmodyfikowany przez pierwiastki ziem rzadkich. W strefie przetopionej występują liczne wtrącenia tlenkowe o zróżnicowanej wielkości i składzie chemicznym. Zaobserwowano zależność między wielkością wtrąceń a ich składem chemicznym. Mikrostrukturę stali określono z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej.

Słowa kluczowe

EN

TRIP steel; non-metallic inclusions; laser welding; multiphase microstructure; retained austenite; fusion zone; heat-affected zone

PL

stal TRIP; wtrącenia niemetaliczne; spawanie laserowe; mikrostruktura; austenit szczątkowy; strefa przetopienia; strefa wpływu ciepła

• 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: 1163--1169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grajcar A.

• Silesian University of Technology, Institute of Engineering Materials and Biomaterials, 18a Konarskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Różański M.

• Institute of Welding, 16-18 Bl. Czesława Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Kamińska M.

• Institute of Non Ferrous Metals, 5 Sowińskiego Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Grzegorczyk B.

• Silesian University of Technology, Department of Foundry, 7 Towarowa Str., 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] J. Senkara, Weld. Int. 3, 184 (2013).
• [2] M. Weglowski, S. Stano, K. Krasnowski, M. Lomozik, K. Kwiecinski, R. Jachym, Mater. Sci. Forum 638-642, 3739 (2010).
• [3] M. Pernach, K. Bzowski, R. Kuziak, M. Pietrzyk, Mater. Sci. Forum 762, 699 (2013).
• [4] M. Adamczyk, D. Kuc, E. Hadasik, Arch. Civ. Mech. Eng. 8, 3, 5 (2008).
• [5] A. Kokosza, J. Pacyna, Arch. Metall. Mater. 55, 4, 1001 (2010).
• [6] S. Wiewiorowska, Arch. Metall. Mater. 58, 2, 573 (2013).
• [7] J. Jung, S. J. Lee, S. Kim, B. C. De Cooman, Steel Res. Int. 82, 857 (2011).
• [8] D. Krizan, B. C. De Cooman, Steel Res. Int. 79, 7, 513 (2008).
• [9] A. Grajcar, K. Radwanski, H. Krzton, Solid State Phenom. 203-204, 34 (2013).
• [10] A. Lisiecki, Diode laser welding of high yield steel, Proceedings of SPIE, Laser Technology 2012: Application of Lasers, 8703 (2013), DOI: 10.1117/12.2013429.
• [11] M. Opiela, A. Grajcar, Arch. Civ. Mech. Eng. 12, 4, 427 (2012).
• [12] T. Sleboda, K. Muszka, J. Majta, P. Hale, R. N. Wright, J. Mater. Proc. Tech. 177, 1-3, 461 (2006).
• [13] J. Gorka, Influence of welding thermal cycling on the join properties of S 700MC steel treated using thermomechanical method, in: J.F. Silva Gomes, M.A.P. Vaz (Eds.), Proc. of 15th INternational Conference on Experimental Mechanics, Articleno. UNSP 2980 (2012).
• [14] H. K. D. H. Bhadeshia, Recent Trends in Welding Science and Technology, ASM International, Metals Park, Ohio 1990.
• [15] T. Gladman, The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels, The Institute of Materials, The University Press, Cambridge 1997.
• [16] D. S. Sarma, A. V. Karasev, P. G. Jonsson, ISIJ Int. 49, 7, 1063 (2009).
• [17] B. Zorc, M. Imamovic, L. Kosec, B. Kosec, A. Nagode, Mater. Tehnol. 48, 1, 149 (2014).
• [18] S. S. Babu, S. A. David, ISIJ Int. 42, 12, 1344 (2002).
• [19] T-K. Han, S. S. Park, K-H. Kim, C-Y. Kang, I-S. Woo, J-B. Lee, ISIJ Int. 45, 1, 60 (2005).
• [20] E. Tasak, Weld. Int. 25, 12, 938 (2011).
• [21] L. Cretteur, A. I. Koruk, L. Tosal-Martinez, Steel Res. 73, 314 (2002).
• [22] R. S. Sharma, R. Molian, J. Mater. Proc. Tech. 211, 1888 (2011).
• [23] A. Grajcar, M. Różański, S. Stano, A. Kowalski, B. Grzegorczyk, Adv. Mater. Sci. Eng. 2014, 8 pages (2014), DOI: 10.1155/2014/658947.
• [24] M. Amirthalingam, M. J. M. Hermans, L. Zhao, I. M. Richardson, Metall. Mater. Trans. A 41, 431 (2010).
• [25] M. Amirthalingam, M. J. M. Hermans, I. M. Richardson, Metall. Mater. Trans. A 40, 901 (2009).
• [26] M. Amirthalingam, M. J. M. Hermans, I. M. Richardson, Adv. Mater. Res. 89-91, 23 (2010).
• [27] A. Grajcar, M. Różański, S. Stano, A. Kowalski, J. Mater. Eng. Perform., (2014) DOI: 10.1007/s11665-014-1118-1.
• [28] A. Grajcar, Rudy i Metale Niezelazne 55,3, 143 (2010) in polish.