Identification of Residual Stress Phenomena Based on the Hole Drilling Method in Explosively Welded Steel-Titanium Composite

• Autorzy: Karolczuk A. , Kowalski M. , Kluger K. , Żok F.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0195

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja naprężeń własnych metodą nawiercania otworu w bimetalu stal-tytan otrzymanego technologią zgrzewania wybuchowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The hole drilling method was used to determine residual stresses in bimetallic composite manufactured by explosive welding process. The analyzed bimetal consist of titanium Grade 1 (6mm) and S355J2+N steel (40mm). The aim of the paper is to establish the influence of the heat treatment on residual stress state in titanium layer. Residual stress calculations were performed according to standards developed by strain gauge manufacturer (TML) and ASTM standards. The main conclusion is the heat treatment considerably changes the residual stress state in titanium layer from tensile stress state (no heat treatment) to compression stress state (after the heat treatment).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań naprężeń resztkowych, wyznaczonych metodą nawiercania, w bimetalu stal-tytan otrzymanego w procesie zgrzewania wybuchowego. Analizowany bimetal to kompozyt stali S355J2+N (40mm) oraz tytanu Grade 1 (6mm). Celem badania było ustalenie wpływu obróbki cieplnej na kierunki i wartości naprężeń własnych w warstwie tytanu. Obliczenia naprężeń resztkowych przeprowadzono przy zastosowaniu: (i) procedury zalecanej przez producenta (TML) zastosowanych rozet tensometrycznych oraz (ii) zaleceń ASTM (American Society for Testing and Materials). W wyniku badań ustalono, że zastosowana obróbka cieplna bimetalu zasadniczo zmienia stan naprężeń własnych w warstwie tytanu. Próbki bez obróbki cieplnej wykazują naprężenia resztkowe rozciągające a w próbkach po obróbce cieplnej panują naprężenia ściskające.

Słowa kluczowe

EN

explosive welding; residual stresses; bimetallic composite; titanium grade 1

PL

zgrzewanie wybuchowe; naprężenia; bimetal; tytan Grade 1

• 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: 1119--1123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karolczuk A.

• Opole University of Technology, 5 Mikolajczyka Str., 45-271 Opole, Poland

autor

Kowalski M.

• Opole University of Technology, 5 Mikolajczyka Str., 45-271 Opole, Poland

autor

Kluger K.

• Opole University of Technology, 5 Mikolajczyka Str., 45-271 Opole, Poland

autor

Żok F.

• Z.T.W „Explomet” S.J., 100h Oświecimska Str., 45-641 Opole, Poland

Bibliografia

• [1] G. Young, Welding, Technical Growth and Commercial History, Stainless Steel World, 6 (2004).
• [2] T. J. Lienert, Welding Fundamentals and Processes, 1sted. 3, ASM International (2011).
• [3] S. L. Semiatin, ASM Handbook: Volume 14B: Metal Working: Sheet Forming. ASM International (2006).
• [4] S. A. A. Akbari-Mousavi, L. M. Barrett, and S. T. S. Al-Hassani, Explosive welding of metal plates, Journal of Materials Processing Technology 202, 1-3, 224-239 (2008).
• [5] A. Karolczuk, K. Kluger, M. Kowalski, F. Żok, and G. Robak, Residual Stresses in Steel-Titanium Composite Manufactured by Explosive Welding, Materials Science Forum 726, 125-132 (2012).
• [6] A. Karolczuk, M. Kowalski, R. Bański, and F. Żok, Fatigue phenomena in explosively welded steel-titanium clad components subjected to push–pull loading, International Journal of Fatigue 48, 101-108 (2013).
• [7] A. Karolczuk, M. Kowalski, G. Robak, Modelling of titanium-steel bimetallic composite behaviour under mechanical cyclic loading, Solid State Phenomena 199, 460-465 (2013).
• [8] G. E. Totten, Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel. ASM International (2002).
• [9] ASTM E837-08. Standard test method for determining residual stresses by the hole drilling strain gauge method. West Con-shohocken: American Society for Testing and Materials (2008).
• [10] A. Karolczuk, E. Macha, Critical planes in multiaxial fatigue, Materials Science Forum 482, 109-114 (2005).