Microstructure and mechanical properties of plasma arc welded joints made of austenitic steel

• Autorzy: Witkowska Małgorzata , Kowalska Joanna

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2023.4/5

Warianty tytułu

PL

Ocena mikrostruktury i własności mechanicznych złączy spawanych plazmowo ze stali austenitycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The tests discussed in the article aimed to analyse the microstructure and properties of plasma arc-welded joints (process 15) used in tests concerning welding procedure approval. The material subjected to the tests was austenitic steel X5CrNi18-10, belonging to a group of structural materials characterised by special properties (high corrosion resistance, favourable mechanical properties and good weldability). Because of its advantages, the steel is used in many industrial sectors and joined using various welding techniques. The article presents results obtained using the plasma arc welding process (PAW), which, due to its advantages, enjoys growing popularity in many industries. The test joints were subjected to macro and microscopic metallographic tests, mechanical tests (tensile tests, bend tests and hardness measurements) and diffraction tests.

PL

Celem badań była analiza mikrostruktury i własności złącza spawanego z badań uznania technologii spawania, które wykonane zostało łukiem plazmowym (proces 15). Materiałem spawanym była stal austenityczna X5CrNi18-10, która należy do grupy materiałów konstrukcyjnych o szczególnych własnościach. Oprócz wysokiej odporności na korozję charakteryzuje się również dobrymi właściwościami mechanicznymi i dobrą spawalnością. Dzięki tym wszystkim zaletom znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, a głównymi technikami jej łączenia są technologie spawalnicze. Stal X5CrNi18-10 można spawać z wykorzystaniem różnych metod. W pracy przedstawiono wyniki otrzymane dla materiału po spawaniu łukiem plazmowym PAW (Plasma Arc Welding), które ze względu na swoje zalety jest popularniejsze w wielu dziedzinach. Uzyskane złącze spawane poddano: badaniom metalograficznym makro i mikroskopowym, badaniom mechanicznym (statyczna próba rozciągania, zginania i pomiary twardości) oraz badaniom dyfrakcyjnym.

Słowa kluczowe

EN

austenitic steel; plasma arc welding; PAW; microstructure; mechanical testing

PL

stal austenityczna; spawanie łukiem plazmowym; PAW; mikrostruktura; badania mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 67, No. 4
• Strony: 34--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Witkowska Małgorzata

• AGH University of Science and Technology in Kraków, Faculty of Metal Engineering and Industrial Computer Science

autor

Kowalska Joanna

• AGH University of Science and Technology in Kraków, Faculty of Metal Engineering and Industrial Computer Science

Bibliografia

• [1] Jiang W., Zhu K., Li J., Qin W., Zhou J., Li Z., Gui K., Zhao Y., Mao Q., Wang B.: Extraordinary strength and ductility of cold-rolled 304L stainless steel at cryogenic temperature. Journal of Materials Research and Technology, 2023, vol. 26, pp. 2001-2008.
• [2] Li J., Cheng W., Qin W., Chen M., Zhao Y., Li Y., Sun Y., Mao Q.: Cryogenic impact property of a high-strength-ductility 304L stainless steel with heterogeneous lamella structure. Journal of Materials Research and Technology, 2023, vol. 24, pp. 1401-1409.
• [3] Gupta S.K., Patil A.P., Rathod R.C., Tandon V., Gupta A.: Characterization of microstructure, mechanical and corrosion response in AISI 304L and Ti-stabilized 439 stainless steels weld joints. Journal of Manufacturing Processes, 2023, vol. 101, pp. 721-736.
• [4] Jaleel A., Narayanan C.S.: Formability investigation of perforated austenitic SS 304L sheets using SPIF. Journal of Manufacturing Processes, 2023, vol. 104, pp. 44.
• [5] Zhao X., He F., Wang K., Lu X.: Investigation on the microstructure and mechanical properties analysis of 304L stainless steel multi-pass filler welding joint for pipeline. Materials Today Communications, 2022, vol. 33, 104770.
• [6] Kowalska J., Ratuszek W., Ryś J., Chruściel K.: Analysis of deformation and annealing textures in austenitic steel with ferrite precipitates. XIX Conference on Applied Crystallography, Kraków 2003, pp. 190-195.
• [7] Pickering F.B.: Rozwój metaloznawstwa stali odpornych na korozję. Hutnik, 1978, no. 8-9, pp. 343-365.
• [8] Lamb S. (ed.): Casti handbook of stainless steels&nickel alloys, Casti Pub., Canada 2021.
• [9] Tasak E.: Metalurgia spawania, JAK, Kraków 2008.
• [10] Tasak E.: Spawalność stali, Fotobit, Kraków 2002.
• [11] Li W., Chen J., Tatman J., Feng Z., Latour M., Miller R., Walters L., Rosseel T.M., Frederick G.: Weldability of irradiated Stainless Steel 304 materials harvested from the National Research Universal (NRU) reactor. Journal of Nuclear Materials, 2023, vol. 574, 154193.
• [12] Casanueva R., Branas C., Diaz F.J., Azcondo F.J., Ferreno D., Setien J.: Characterization of an energy efficient pulsed current TIG welding process on AISI 316 and 304 stainless steels. Heliyon, 2023, 9, e19819.
• [13] Sajek A., Nowacki J.: Comparative evaluation of various experimental and numerical simulation methods for determination of t8/5 cooling times in HPAW process weldments. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2018, vol. 18, pp. 583-591.
• [14] PN-EN ISO 15613:2006 – Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali – Kwalifikowanie na podstawie przedprodukcyjnego badania spawania/zgrzewania.
• [15] PN-EN ISO 4063: 2002 - Spawanie i procesy pokrewne – Nazwy i numery procesów.
• [16] PN-EN 10088-2: 2014-12 Definicja i klasyfikacja gatunków stali.
• [17] PN-EN ISO 6892-1: 2016-09 – Metale – Próba rozciągania – Metoda badania w temperaturze pokojowej.
• [18] PN-EN ISO 5173: 2010 – Badania niszczące spoin w materiałach metalowych – Badanie na zginanie.
• [19] PN-EN ISO 9015:2011 – Badania niszczące złączy spawanych metali – Badanie twardości – Część 1: Badanie twardości złączy spawanych łukowo.
• [20] PN-EN ISO 6507:2007 – Metale – Pomiar twardości sposobem Vickersa – Część 1: Metoda badań.
• [21] PN-EN ISO 5817:2023-08 – Spawanie – Złącza spawane ze stali, niklu, tytanu i ich stopów (z wyjątkiem spawanych wiązka) – Poziomy jakości dla niezgodności spawalniczych.
• [22] PN-EN ISO 15614-1:2017 – Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali – Badanie technologii spawania – Część 1: Spawanie łukowe i gazowe stali oraz spawanie łukowe niklu i stopów niklu.