Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of heterogeneous welds of heat resistant steels with artificially increased nitrogen content by combination of experimental and computational techniques

Jan V., Zlamal B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 4

1165-1171

EN

The paper presents results of experimental and simulational survey of weld joints of steels with enhanced nitrogen content. The steels CSN15128 (13MoCrV6), P91(X12CrMoWVNbN10-l) and 6CrMoV8-3-2 depicted as T25 were nitrided at 500 °C for 80 hours and then homogenized. Experiments and simulations were performed for annealing temperatures rating from 500 to 900 °C and times from 1000 to 16 hours. Thermodynamical calculations showed higher MX and M7C3 content in the Iow alloyed steels after nitriding. For P91 the calculation showed displacing of M23C6 by M2X and MX. Activity calculations for nitrogen and carbon in all materials yielded activity gradients aiming to the high alloyed steel in temperaturę rangę up to 900°C. Experimentally all the joints showed simultaneous diffusion of carbon and nitrogen to the P91 materiał. Nitrogen was concentrated close to the welding boundary, while carbon penetrated deeper into P91. MX and M7C3 were identified in the Iow alloyed materials, M7C3 being gradually dissolved with lowered carbon content. P91 being further enriched with carbon and nitrogen shows growing population of MX and M2X. Experimentally acąuired values are compared to values achieved by simulations using DICTRA software package.

PL

Artykuł przedstawia wyniki analizy połączeń spawanych stali o podwyższonej zawartości azotu na podstawie badań doświadczalnych i symulacji. Stale CSN15128 (13MoCrV6), P91 (X12CrMoWVNbN10-l) oraz 6CrMoV8-3-2, oznaczona jako T25 były aztowane w temperaturze 500 °C przez 80 godzin, a następnie homogenizowane. Eksperyment oraz symulacja dotyczyły temperatur wygrzewania z zakresu 500 do 900 °C oraz czasów od 1000 do 16 godzin. Obliczenia termodynamiczne wykazały wyższą zawartość MX oraz M7C3 w stali niskostopowej po azotowaniu. Dla stali P91 obliczenia wykazały, że M23C6 jest zastępowany przez M2X i MX. Z obliczeń aktywności azotu i węgla we wszystkich stalach wyznaczono gradienty ich aktywności w zakresie temperatur do 900 °C. Eksperyment wykazał, że we wszystkich połączeniach wystąpiła dyfuzja węgla i azotu do stali P91. Azot występował w pobliżu granicy spawu, natomiast węgiel penetrował głębiej do stali P91. MX oraz M7C3 zostały zidentyfikowane w stalach niskostopowych, przy czym M7C3 ulegał stopniowemu rozpuszczeniu w stali niskostopowej. Stal P91, która była dalej wzbogacana w węgiel i azot wykazuje rosnącą populację MX i M2X. Wartości uzyskane na drodze eksperymentu zostały porównane z wartościami uzyskanymi z symulacji przy pomocy pakietu oprogramowania DICTRA.

2

Simulation of interstitials redistribution in dissimilar welds of heat-resistant steels withincreased nitrogen content

Zlámal B., Foret R., Jan V., Sopoušek J., Buršík J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2005

|

z. 86

311-316

EN

The redistribution of interstitials (C, N) and phase profiles in heterogeneous laboratory weldjoints of the 6CrMoV 8-3-2 and X12CrMoVNb 10-1 nitrided heat-resistant steels were calculated. For the calculations Thermo-Calc and DICTRA software packages were ušed. The results from the simulation were compared with experimental observations. A relatively good agreement between the simulation and the experiments was observed.

3

Weld joint simulations of heat-resistant steels

Jan V., Sopousek J., Foret R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2004

|

Vol. 49, iss. 3

469-480

EN

Knowledge of microstructure stability is essential for reliable estimations of lifetime limitations of materials and welded joints at higher temperatures. The CALPHAD method complemented with appropriate diffusion approach can help us to simulate phase and element profile evolutions inside diffusion-affected zone of weld joint. The different heat-resistant steels (alloying base: Cr, Ni, Mo, V, C, N) and their weld joints are objects of our study. The particular results of the equilibrium calculations are presented as phase diagram cross-sections and element activities of the selected heat-resistant steels. The temperature dependences of carbon and nitrogen activities were calculated for individual steels. The difference in these activities in two different steels (at given temperature) indicates diffusion flow direction, which can be opposite to that deduced from the element content (up-hill diffusion). The simulations respect the coexistence of different carbide phases in the materials and they are conducted with the assumption that local phase equilibrium holds and that diffusion is the control process of phase transformation. The phase diagram calculations and diffusion couple simulations involving time-distance dependences for phase and element redistributions in diffusion-affected zones enabled us to obtain basic information, which allow to estimate thermodynamic and diffusion stabilities of the studied heat-resistant steels and their weld joints.

PL

Znajomość stabilności mikrostruktur jest kluczowa dla wiarygodnego szacowania trwałości materiałów i ich spawów w wysokich temperatutach. Metaoda CALPHAD uzupełniona odpowiednimi rozważaniami z dziedziny dyfuzji umożliwia symulację ewolucji profilów zawartości faz i składników wewnątrz strefy dyfuzji w obrębie spawu. Przedmiotem prezentowanych badań sąróżnego rodzaju stale wysokotemperaturowe oraz ich spawy. Wyniki obliczeń równowagowych przedstawione są w postaci izotermicznych przekrojów wykresów równowagi oraz aktywności pierwiastków w wybranych stalach wysokotemperaturowych. zalezności temperaturowe aktywności węgla i azotu zostały obliczone dla poszczególnych stali. Różnica pomiedzy takimi aktywnościami określonymi dla dwóch róznych stali w danej temperaturze okresla kierunek strumienia dyfuzji, który może okazać się przeciwny w stosunku do kierunku wynikajacego z gradientu koncentracji. Przeprowadzone symulacje uwzględniają współistnienie w materiałach różnych faz węglikowych i prowadzone sa przy założeniu lokalnych równowag fazowych oraz dyfuzyjnego charakteru przemian fazowych. Obliczanie wykresów równowag fazowych oraz symulacje par dyfuzyjnych przy uwzględnieniu czasowo przestrzennych zależności rozkładu faz i pierwiastków w strefie dyfuzji pozwoliły na uzyskanie podstawowych informacji, na podstawie których mozna było oszacować termodynamiczną i dyfuzyjną stabilność stali wysokotemperaturowych i ich spawów.