Effect of Welding Technique and Thermal Heatment Parameters on Abrasive Wear of Steel S355

• Autorzy: Konat Łukasz , Białobrzeska Beata

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.1021

Warianty tytułu

PL

Wpływ technologii spawania i parametrów obróbki cieplnej na odporność na zużywanie ścierne stali S355

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents technological and microstructural aspects of welding and post-weld heat treatment of the S355 constructional steel welded joints. It was found that welding this steel resulted in a wide heataffected zone with diverse microstructures conducive to lower abrasive-wear resistance and worse mechanical characteristics of the steel. In this connection, the welding technique of the S355 steel was suggested, as well as conditions and parameters of the post-weld heat treatment, which made it possible to obtain – in the entire welded joint area – the microstructures characterised by high mechanical properties and increased resistance to abrasive wear. It was shown that the suggested set of technological operations applied to the S355 steel resulted, under laboratory conditions, in a significant increase of relative abrasive-wear resistance, determined by the abrasion test with use of the of loose aloxite 90.

PL

W pracy przedstawiono technologiczne i mikrostrukturalne aspekty wykonywania i obróbki cieplnej połączeń spawanych stali konstrukcyjnej S355. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie do łączenia tej stali procesów spawalniczych prowadzi do powstawania szerokiej strefy wpływu ciepła, charakteryzującej się zróżnicowanymi zmianami mikrostrukturalnymi, sprzyjającymi obniżeniu odporności na zużywanie ścierne oraz pogorszeniu charakterystyki wytrzymałościowej rozpatrywanej stali. W związku z tym, zaproponowano optymalną technologię spawania stali S355 oraz warunki i parametry postobróbki cieplnej, prowadzących do uzyskania w całym obszarze połączenia spawanego mikrostruktur odznaczających się wysokimi parametrami mechanicznymi oraz podwyższoną odpornością na procesy zużycia ściernego. Wykazano, iż przedstawiony w stosunku do stali S355 zakres operacji technologicznych w warunkach laboratoryjnych skutkował znacznym podwyższeniem względnej odporności na zużywanie ścierne, wyznaczonej w warunkach ścierania w obecności luźnego ścierniwa – elektrokorund 90.

Słowa kluczowe

EN

heat treatment; intensity of wear; microstructure; steel S355

PL

obróbka cieplna; intensywność zużycia; mikrostruktura; stal S355

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 3
• Strony: 25--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wz., wykr

Twórcy

autor

Konat Łukasz

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Vehicle Engineering, 27 Wybrzeże Wyspiańskiego, 50-370 Wrocław, Poland.

• https://orcid.org/0000-0002-9587-8355

autor

Białobrzeska Beata

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Vehicle Engineering, 27 Wybrzeże Wyspiańskiego, 50-370 Wrocław, Poland.

• https://orcid.org/0000-0002-6212-5728

Bibliografia

• 1. Adamiak M., Jacek G., Kik T.: Comparison of abrasion resistance of selected constructional materials, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2009, vol. 37.
• 2. Szala M., Szafran M., Macek W., Marchenko S., Hejwowski T.: Abrasion Resistance of S235, S355, C45, AISI 304 and Hardox 500 Steels with Usage of Garnet, Corundum and Carborundum Abrasives. Advances in Science and Technology Research Journal. 2019, vol. 13(4), pp. 151–161.
• 3. Ratia V., Valtonen K., Kemppainen A., Kuokkal V.-T.: High-Stress Abrasion and Impact-Abrasion Testing of Wear Resistant Steels. Tribology Online. 2013 vol. 8(2), pp. 152–161.
• 4. Ratia V., Rojacz H., Terva J., Valtonen K., Badisch E., Kuokkala V.-T.: Effect of Multiple Impacts on the Deformation of Wear-Resistant Steels. Tribology Letters. 2015, vol. 57.
• 5. de Jesus A.M.P., Matos R., Fontoura B.F.C., Rebelo C., da Silva L.S., Veljkovic M.: A comparison of the fatigue behavior between S355 and S690 steel grades. Journal of Constructional Steel Research. 2012, vol. 79, pp. 140–150.
• 6. Ulewicz R., Szataniak P., Novy F.: Fatigue Properties of wear resistant martensitic steel. Metal 2014, May 21st – 23rd 2014, Brno, Czech Republic.
• 7. Li Y., Wang D., Gong B., Deng C.: Enhanced wear resistance by combined ultrasonic impact and electro-spark melting. Surface Engineering. 2017 vol. 33:12, pp. 903–910.
• 8. Boćkowska, N.: Surface modification by flame spraying of composite coatings and comparison of abrasion resistance with S355 and HARDOX 400 steels. Doctoral dissertation, Instytut Technik Wytwarzania (2019).
• 9. Poznyakov V.D., Zhdanov S.L., Maksimenko A.A.: Structure and properties of welded joints of steel S390 (S355 J2). The Paton Welding Journal. 2012, vol. 8, pp. 6–10.
• 10. Cui L., Yang X., Wang D., Hou X., Cao J., Xu W.: Friction taper plug welding for S355 steel in underwater wet conditions: Welding performance, microstructures and mechanical properties. Materials Science and Engineering: A. 2014, vol. 611, pp. 15–28.
• 11. Rojacz H., Pahr H., Baumgartner S., Adam K., Varga M.: Welding Parameters and their Influence on the Abrasion Resistance of Structural Steels at Elevated Temperatures. In Key Engineering Materials. 2016, vol. 721, pp. 461–466.
• 12. Sokolov M., Salminen A., Kuznetsov M., Tsibulskiy I.: Laser welding and weld hardness analysis of thick section S355 structural steel. Materials & Design. 2011, vol. 32(10), pp. 5127–5131.
• 13. Rozumek D., Lewandowski J., Lesiuk G., Correia J.A.: The influence of heat treatment on the behavior of fatigue crack growth in welded joints made of S355 under bending loading. International Journal of Fatigue. 2020, vol. 131, pp. 105328.
• 14. ESAB, Welding Consumables, 201.
• 15. Bialobrzeska B., Kostencki P.: Abrasive wear characteristics of selected low-alloy boron steels as measured in both field experiments and laboratory tests. Wear. 2015, vol. 328–329, pp. 149–159.
• 16. Mroziński S., Piotrowski M.: Influence of Welding on Strength of Steel S355. AIP Conference Proceedings 2028, 020011 (2018).
• 17. Konat Ł.: Technological, microstructural and strength aspects of welding and post-weld heat treatment of martensitic, wear-resistant Hardox 600 steel. Materials. 2021, vol. 14(16), pp. 1–40.
• 18. Konat. Ł., Białobrzeska B., Białek P.: Effect of welding process on microstructural and mechanical characteristics of Hardox 600 steel. Metals. 2017, vol. 7(9), pp. 1–18.
• 19. Konat Ł.: Structural aspects of execution and thermal treatment of welded joints of Hardox Extreme steel. Metals. 2019, vol. 9(9), pp. 1–22.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).