Primary reasons for the brittleness of welded joints in steel T/P24

• Autorzy: Gruszczyk Andrzej , Pawlyta Mirosława

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2020.4/4

Warianty tytułu

PL

Podstawowe przyczyny kruchości złączy spawanych stali T/P24

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents results of tests concerning the susceptibility of welds made of steel T/P24 (7CrMoVTiB10-10) to secondary hardness as well as the structure and the mechanical properties of the welds (KV, Rm, A5, Z and HV1) in the as-made state and after heat treatment performed at temperature restricted within the range of 100°C to 750°C. The tests revealed that the welding process triggered the decomposition of phases hardening steel 7CrMoVTiB10-10 and the transition of alloying components and impurities to the solution of body-centred cubic lattice A2 (bcc). A thesis formulated by the Authors in relation to the test results stated that the primary reason for the deterioration of the plastic properties of the welds was the phenomenon of solid solution hardening. The Authors emphasized the necessity of performing the detailed analysis of interactions of substitution atoms and other defects of the Feα lattice with interstitial atoms. In addition, the Authors indicated the necessity of changing the criteria applied when assessing the weldability of technologically advanced steels as well as pointed mistakes made during the industrial implementation of steel 7CrMoVTiB10-10.

PL

Przedstawiono wyniki badań skłonności do twardości wtórnej spoin stali T/P24 (7CrMoVTiB10-10) oraz ich strukturę i własności mechaniczne, KV, Rm, A5, Z, HV1, w stanie surowym i po obróbce cieplnej w zakresie temperatury 100–750°C. Wykazano, że w czasie spawania w spoinach dochodzi do rozpadu faz umacniających stal 7CrMoVTiB10-10 oraz przejścia składników stopowych i zanieczyszczeń do roztworu o sieci regularnej przestrzennie centrowanej A2 (bcc). Postawiono tezę, że głównym powodem obniżenia własności plastycznych spoin jest umocnienie roztworowe. Zwrócono uwagę na konieczność szczegółowej analizy wzajemnych oddziaływań atomów substytucyjnych i innych defektów sieci Feα z atomami międzywęzłowymi. Wskazano również na potrzebę zmiany kryteriów oceny spawalności nowoczesnych gatunków stali i na błędy popełnione przy wdrażaniu do przemysłu stali 7CrMoVTiB10-10.

Słowa kluczowe

EN

T/P24 steel; crystal lattice A2; supersaturation; solid solution hardening; metastability; secondary hardness

PL

stal T/P24; sieć krystaliczna A2; przesycenie; twardość wtórna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 64, No. 4
• Strony: 47--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gruszczyk Andrzej

• Silesian University of Technology, retired professor

autor

Pawlyta Mirosława

• Silesian University of Technology

Bibliografia

• [1] The T23/T24 Book, New Grades for Waterwalls and Superheaters, Vallourec & Mannesmann, 2nd Edition, 2000.
• [2] Vaillant J. C., Vandenberghe B., Hanh B., Heuser H., Jochum C.: T/P23, 24, 911 and 92: New Grades for Advanced Coal-Fired Power Plants – Properties and Experience. ECCC Creap Conference. London, 2005.
• [3] Bendick W., Gabrel J., Hahn B., Vandenberghe B.: New low alloy heat resistant ferritic steels T/P23 and T/P24 for power plant application. International Journal of Pressure and Piping, 2007, no. 84.
• [4] Aghajani A., Somsen Ch., Pesicka J., Bendick W., Hahn B., Eggeler G.: Microstructural evolution in T24, a modified 2(1/4) Cr-1Mo steel during creep after different heat treatments. Materials Science and Engineering A 510–511, 2009.
• [5] Mraz L., Brziak P., Kotora J., Krajci D., Mraz M., Pecha J.: Application of Creep Resistant Steel T24 for Welding of Membrame Walls. Doc. MIS IX-C-1029-13.
• [6] Pańcikiewicz K., Tasak E.: Character of Fracture of Welded Joints of 7Cr-MoVTiB10-10 (T24) Steel. Przegląd Spawalnictwa, 2013, no. 2.
• [7] Adamiec J.: Hot Cracking of Welded Joints of the 7CrMoVTiB 10-10 (T/P24) Steel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 22 – Technologies and Properties of Modern Utilised Materials, 2011.
• [8] Paddea S., Masuyama F., Shibli A.: T23 and T24 – New Generation Low alloyed Steels. Coal Power Plant Materials and Life Assessment, Woodhead Publishing, 2014.
• [9] Ziewiec A., Pańcikiewicz K., Tasak E.: Cracking in the Welds Metal of 7Cr-MoVTiB10-10 (T24) Steel During Welding, Commissioning and Exploitation of Power Units. Przegląd Spawalnictwa 2012, no. 5.
• [10] Mohyla P., Foldyna V.: An Importance of PWHT on Low-Alloyed Creep-Resistant Steel Welds. Metal 2007, Hradec nad Moravici, 2007.
• [11] Dobrzański J.: Reason Analysis of Welded Joints Cracking in Membrane Wall Elements as a Basis for Manufacturing Technology Selection of the Evaporator Collector with New Generation Low-Alloy Bainitic Steel for Boilers with Supercritical Working Parameters. Archives of Materials Science and Engineering, 2013, vol. 64, no. 1.
• [12] N.E. Hennerz, G. Valland, K. Easterling: Influence of niobium on the microstructure and mechanical properties of submerged arc weld metals for C-Mn steels. Doc. MIS IX-798-72.
• [13] Hennerz N. E., Jonsson-Holmquist B.M.: Vanadium in mild steel weld metal. Metal Construction and British Welding Journal, 1974, no. 2.
• [14] Bauné E., Leduey B., Bonnet C., Bertoni A.: Development of Consumables Dedicated to the Welding of New 2,25% Cr Materials T/P23 and T/P24. The First South-East Asia IIW Congress, Bangkok – Thailand, 2006.
• [15] Brózda J., Zeman M.: Własności złączy ze stali P91 spawanych różnymi gatunkami spoiw. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2000, no. 6.
• [16] Onizawa T., Wakai T., Ando M., Aoto K.: Effect of V and Nb Contents on Mechanical Properties of High Cr Steel. ECCC Creap Conference. London, 2005.
• [17] Zeman M., Łomozik M., Brózda J.: Problemy spawania stali T24 przeznaczonej na ściany szczelne kotłów energetycznych. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2011, no. 5.
• [18] Rhode M., Kannengiesser T., Steger J.: Hydrogen effect on degradation of mechanical properties in T24 weld metal and simulated coarse grained HAZ. Doc. MIS IX-C 1042-14.
• [19] Nassau L., Mee V.: Nitrogen in Manual Arc Weld Metal. II-A-758-89.
• [20] Dobrzański L. A., Hajduczek E., Marciniak J., Nowosielski R.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna materiałów narzędziowych. Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa, 1990.
• [21] Brown A., Garnish J. D., Honeycombe R. W. K.: The Distribution of Boron in Pure Iron. Metal Science, 1974, vol. 8, no. 1.
• [22] Fors D., Wahnström G.: Nature of Boron Solution and Diffusion in α Iron. Physical Review, 2008, B 77 (13).
• [23] Lee W.: The Relationship Between Boron Content and Crack Properties in FCAW Deposited Metal. Welding Journal, 2006, no. 6.
• [24] Lee H. W., Kim Y. H., Lee S. H., Lee K. H., Park J. U., Sung J. H.: Effect of Boron Contents on Weldability in High Strength Steel. Journal of Mechanical Science and Technology, 2007, no. 21.
• [25] Mohyla P., Foldyna V.: Improvement of Reliability and Creep Resistance in Advanced Low-Alloy Steels. Materials Science and Engineering, 2009, A, 510–511.
• [26] Pickering F. B.: Physical Metallurgy and Design of Steels. Applied Science Publishers, London, 1978.
• [27] Numakura H.: Solute-solute Interaction in α Iron: The Status Quo. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, vol. 60.
• [28] Węgrzyn J.: Spawalność nierdzewnych stali o zawartości 17% Cr. Instytut Spawalnictwa, Gliwice, 1962.
• [29] Barin I.: Thermochemical Data of Pure Substances. Weinheim, New York, VCH, 1993.

Uwagi

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 32-37.