Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure, toughness and hardness of the simulated HAZ area of steel S1300QL

Łomozik Mirosław

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2021

|

Vol. 65, No. 6

15--27

EN

The introduction contains information (found in available reference publications) concerning the weldability of steel S1300QL. The introduction also presents general information concerning the effect of the microstructure and the chemical composition of filler metals used in the welding of high-strength steels on the mechanical properties of weld deposit. The subject of simulation tests (discussed in the article) was structural steel S1300QL having a yield point of more than 900 MPa S1300QL. Simulations involved both single (Tmax = 1250°C) and double welding thermal cycles (Tmax = 1250°C + 600°C, Tmax = 1250°C + 760°C and Tmax = 1250°C + 900°C) as well as cooling times t8/5 = 3 s, 5 s and 10 s. Specimens with simulated HAZ areas were subjected to impact strength tests performed at a temperature of -40°C and +20°C, Vickers hardness tests (HV10) and microscopic metallographic tests involving the use of light microscopy. The test results are presented in related diagrams and photographs. The final part of the article contains a discussion concerning test results and concluding remarks. The tests revealed that, in terms of the test steel, the number of repetitions of thermal cycles having pre-set parameters did not explicitly translated into changes of impact energy values concerning the simulated HAZ areas. The tests also revealed that recommended thermal cycles making it possible to obtain the required combination of the high toughness and hardness of the simulated HAZ area of steel S1300QL (similar to that of the base material) were double thermal cycles of maximum temperature Tmax1 = 1250°C + Tmax2 = 600°C and Tmax1 = 1250°C + Tmax2 = 900°C combined with cooling times t8/5 = 5 s and 10 s and all numbers of repeated thermal cycles.

PL

We wprowadzeniu zamieszczono, pochodzące dostępnej literatury, informacje dotyczące spawalności stali typu S1300QL. Ponadto przedstawiono ogólne informacje literaturowe odnośnie wpływu rodzaju mikrostruktury oraz składu chemicznego materiałów dodatkowych do spawania stali o bardzo wysokiej wytrzymałości na właściwości mechaniczne stopiwa. Przedmiotem badań symulacyjnych (opisanych w artykule) była stal konstrukcyjna o granicy plastyczności powyżej 900 MPa typu S1300QL. Zostały przeprowadzone symulacje dla pojedynczego (Tmax = 1250°C) i podwójnego cyklu cieplnego spawania (Tmax = 1250°C + 600°C, Tmax = 1250°C + 760°C oraz Tmax = 1250°C + 900°C), dla czasów chłodzenia t8/5 = 3, 5 i 10 s. Próbki z zasymulowanymi obszarami SWC poddano badaniom udarności w temperaturach -40°C oraz +20°C, pomiarom twardości sposobem Vickersa HV10 oraz badaniom metalograficznym mikroskopowym przy użyciu mikroskopii świetlnej. Wyniki badań zestawiono na wykresach i na zdjęciach fotograficznych. Na zakończenie omówiono wyniki badań i sformułowano wnioski. W ramach tych ostatnich stwierdzono przede wszystkim, że dla badanej stali krotność powtórzeń cyklu cieplnego o zadanych parametrach nie powoduje jednoznacznej tendencji zmian wartości pracy łamania symulowanych obszarów SWC oraz, że zalecanymi cyklami cieplnymi, w celu uzyskania odpowiedniego powiązania wysokiej udarności i twardości obszaru symulowanej SWC stali S1300QL, na poziomie twardości materiału rodzimego tej stali, są podwójne cykle cieplne o temperaturze maksymalnej: Tmax1 = 1250°C + Tmax2 = 600°C oraz Tmax1 = 1250°C + Tmax2 = 900°C dla obydwu badanych czasów chłodzenia t8/5 = 5 i 10 s i wszystkich krotności nagrzewań.

2

Microstructure, toughness and hardness of a simulated HAZ in steel S1100QL and of the HAZ of an actual MAG-welded joint made using a metallic flux-cored wire

Łomozik Mirosław

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2021

|

Vol. 65, No. 5

47--65

EN

Simulation tests discussed in the article involved structural steel S1100QL having a yield point of more than 900 MPa. The simulations included single (Tmax = 1250°C) and double welding thermal cycle (Tmax = 1250°C + 600°C, Tmax = 1250°C + 760°C and Tmax = 1250°C + 900°C) as well as cooling times t8/5 = 3, 5 and 10 s. Specimens with the simulated heat affected zone (HAZ) were subjected to impact strength tests performed at a temperature of -40°C and +20°C, Vickers hardness tests (HV10) and microscopic metallographic tests (involving light microscopy). Test results were presented in diagrams and photographs. Related comparisons included results of the structural, hardness and toughness tests of simulated HAZs with analogous results obtained during the actual repair welding of a MAG-welded joint made of steel S1100QL. The final part of the article contains discussion concerning the test results and the statement concerning the obtainment of the significant conformity of the phase composition and the morphology of the microstructure as well as the average hardness values of the HAZ areas obtained in the simulations and those of the HAZ area obtained in the actual welded joint. In relation to all tested simulation variants, the impact energy of the simulated HAZ area of steel S1100QL satisfied the minimum criterion of KV = 27 J both in relation to a test temperature of -40°C and that of +20°C. The number of repeated (1 through 4) thermal cycles having preset parameters did not trigger explicitly noticeable changes in impact energy values as regards the simulated HAZ of steel S1100QL.

PL

Przedmiotem badań symulacyjnych opisanych w artykule była stal konstrukcyjna o granicy plastyczności powyżej 900 MPa typu S1100QL. Zostały przeprowadzone symulacje dla pojedynczego (Tmax= 1250°C) i podwójnego cyklu cieplnego spawania (Tmax= 1250°C + 600°C, Tmax 1250°C + 760°C oraz Tmax= 1250°C + 900°C), dla czasów chłodzenia t8/5= 3, 5 i 10 s. Próbki z zasymulowanymi obszarami SWC poddano badaniom udarności w temperaturach -40°C oraz +20°C, pomiarom twardości sposobem Vickersa HV10 oraz badaniom metalograficznym mikroskopowym przy użyciu mikroskopii świetlnej. Wyniki badań zestawiono na wykresach i na zdjęciach fotograficznych. Porównano uzyskane wyniki badań: strukturalnych, twardości oraz udarności symulowanych obszarów SWC z analogicznymi wynikami badań rzeczywistego naprawczego złącza spawanego stali S1100QL, wykonanego metodą MAG. Na zakończenie omówiono wyniki badań i stwierdzono m.in. że uzyskano dużą zgodność składu fazowego i morfologii mikrostruktury oraz średnich wartości twardości obszarów SWC otrzymanych w wyniku symulacji i obszaru SWC w naprawczym złączu spawanym. Ponadto praca łamania symulowanego obszaru SWC stali S1100QL, dla wszystkich badanych wariantów symulacji, spełniała kryterium minimalnego KV = 27 J zarówno przy temperaturze badania -40°C, jak i +20°C. Krotność powtórzeń cyklu cieplnego o zadanych parametrach w zakresie od jednokrotnego do czterokrotnego nagrzewania nie powodowała jednoznacznej tendencji zmian wartości pracy łamania symulowanych obszarów SWC stali S1100QL.

3

Mechanical properties of joints made in steel S1300QL using various welding methods

Łomozik Mirosław

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2020

|

Vol. 64, No. 3

9--22

EN

The article presents applications of high-strength quenched steels in various industrial sectors and the chronological development of various grades of the aforesaid steels. The research-related tests involved flat butt joints made in 7 mm thick steel grade S1300QL, welded using the following methods: TIG, A-TIG, MAG involving the use of a hard flux-cored surfacing wire, MAG method involving the use of a solid wire, T.I.M.E. method involving the use of a solid wire, laser welding method without the use of the filler metal, hybrid (HLAW) method involving the use of a metallic flux-cored wire, electron beam welding without using the filler metal. The research also involved the performance of the mechanical properties of the welded joints made in quenched steel S1300QL using various welding methods. The joints made using the laser welding method, hybrid welding method and the electron beam welding method were characterised by tensile strength higher than the minimum yield point of steel S1300QL, amounting to 1300 MPa. In turn, the tensile strength of the joints made in steel S1300QL using arc welding methods was lower than the minimum yield point of the steel. All of the test joints were subjected to non-destructive digital radiographic tests. The tests concerning the mechanical properties of the joints with respect to various welding methods were subjected to comparative analysis. The research work finished with the formulation of concluding remarks concerning the mechanical properties of the joints.

PL

Przedstawiono zastosowanie stali ulepszanych cieplnie o wysokiej wytrzymałości w różnych dziedzinach przemysłu oraz chronologiczny rozwój różnych gatunków tych stali. Przedmiotem badań były złącza doczołowe płaskie stali ulepszonej cieplnie w gatunku S1300QL o grubości 7 mm, spawane metodami TIG, A-TIG, MAG z użyciem drutu proszkowego, MAG z użyciem drutu litego, T.I.M.E. z użyciem drutu litego, laserową bez materiału dodatkowego, hybrydową HLAW z użyciem drutu elektrodowego proszkowego z rdzeniem metalicznym i wiązką elektronów bez użycia materiału dodatkowego. Wykonano badania właściwości wytrzymałościowych złączy stali ulepszonej cieplnie typu S1300QL wykonanych różnymi metodami spawania. Złącza spawane metodą laserową, metodą hybrydową oraz wiązką elektronów uzyskały wytrzymałość na rozciąganie wyższą od minimalnej granicy plastyczności stali S1300QL, tj. 1300 MPa. Z kolei złącza stali S1300QL spawane metodami łukowymi nie osiągnęły wytrzymałości na rozciąganie dorównującej minimalnej granicy plastyczności tej stali. Wszystkie badane złącza spawane poddano badaniom nieniszczącym radiograficznym, przy zastosowaniu radiografii cyfrowej. Przeprowadzono analizę porównawczą uzyskanych wyników właściwości wytrzymałościowych złączy w aspekcie różnych metod spawania. Na zakończenie sformułowano wnioski z badań właściwości mechanicznych złączy spawanych.