Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Heat Treatment on the Properties of Zirconium - Carbon Steel Bimetal Produced By Explosion Welding

Prażmowski M., Paul H., Żok F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1143--1149

EN

This paper assesses the effect of various values of detonation velocity on the quality of the bond zone, and thus the properties of bimetal zirconium (Zr 700) - steel (P355NL). The research was carried out for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. The results of shearing, peeling and tensile tests as well as macro-scale structural analyses were presented. In order to determine the changes in the value of strain hardening, the microhardness measurements across the interface were carried out. Based on the performed analyses it can be claimed that, depending on the applied technological settings of welding, most cases displayed wavy bond with highly diversified parameters of the wave. The changes observed with the detonation velocity are non-monotonic. High detonation velocities favored the formation of waves with large height and length and strongly affect the increase of the volume of brittle melted zones. Increased volume of the melted regions results in strong decrease of strength properties of the clad. The analysis of strength test results allows claiming that a small volume of melted regions in the bond considerably improves the strength of the bond. As a result of explosion welding, strain hardening of the joined materials occurs near the interface. In the case of clad fabricated using high technological parameters the increase of strengthening and the depth of its influence in the interface area is observed.

PL

W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji na jakość strefy połączenia, a tym samym własności bimetalu w układzie cyrkon (Zr 700) – stal (P355NL). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych (próba ścinania, zginania bocznego, odrywania oraz rozciągania) oraz strukturalnych w skali makro. Obserwacje strukturalne w pobliżu strefy połączenia umożliwiły określenie charakterystyki granicy połączenia. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości w obszarze złącza, jak i warstwy nakładanej oraz podstawowej. W zależności od zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania uzyskano połączenie faliste o silnie zróżnicowanych parametrach fali. Zmiany obserwowane wraz ze wzrostem prędkości detonacji są niemonotoniczne. Duże prędkości detonacji sprzyjały tworzeniu się fali o dużej wysokości i długości oraz wyraźnemu wzrostowi udziału twardych i kruchych obszarów przetopień w strefie połączenia. Zwiększony udział obszarów przetopień powodował drastyczny spadek własności wytrzymałościowych platerów. Układy o optymalnej charakterystyce granicy połączenia oraz odpowiednio wysokich własnościach wytrzymałościowych otrzymano przy niskich wartościach prędkości detonacji. W wyniku procesu spajania następowało umocnienie obydwu łączonych materiałów w pobliżu granicy rozdziału.

2

Mechanical Properties of Zirconium/Steel Bimetal Fabricated by Means of Explosive Welding at Varied Detonation Velocities

Prażmowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

1137--1142

EN

This paper assesses the effect of various values of detonation velocity on the quality of the bond zone, and thus the properties of bimetal zirconium (Zr 700) - steel (P355NL). The research was carried out for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. The results of shearing, peeling and tensile tests as well as macro-scale structural analyses were presented. In order to determine the changes in the value of strain hardening, the microhardness measurements across the interface were carried out. Based on the performed analyses it can be claimed that, depending on the applied technological settings of welding, most cases displayed wavy bond with highly diversified parameters of the wave. The changes observed with the detonation velocity are non-monotonic. High detonation velocities favored the formation of waves with large height and length and strongly affect the increase of the volume of brittle melted zones. Increased volume of the melted regions results in strong decrease of strength properties of the clad. The analysis of strength test results allows claiming that a small volume of melted regions in the bond considerably improves the strength of the bond. As a result of explosion welding, strain hardening of the joined materials occurs near the interface. In the case of clad fabricated using high technological parameters the increase of strengthening and the depth of its influence in the interface area is observed.

PL

W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji na jakość strefy połączenia, a tym samym własności bimetalu w układzie cyrkon (Zr 700) – stal (P355NL). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych (próba ścinania, zginania bocznego, odrywania oraz rozciągania) oraz strukturalnych w skali makro. Obserwacje strukturalne w pobliżu strefy połączenia umożliwiły określenie charakterystyki granicy połączenia. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości w obszarze złącza, jak i warstwy nakładanej oraz podstawowej. W zależności od zastosowanych parametrów technologicznych procesu spajania uzyskano połączenie faliste o silnie zróżnicowanych parametrach fali. Zmiany obserwowane wraz ze wzrostem prędkości detonacji są niemonotoniczne. Duże prędkości detonacji sprzyjały tworzeniu się fali o dużej wysokości i długości oraz wyraźnemu wzrostowi udziału twardych i kruchych obszarów przetopień w strefie połączenia. Zwiększony udział obszarów przetopień powodował drastyczny spadek własności wytrzymałościowych platerów. Układy o optymalnej charakterystyce granicy połączenia oraz odpowiednio wysokich własnościach wytrzymałościowych otrzymano przy niskich wartościach prędkości detonacji. W wyniku procesu spajania następowało umocnienie obydwu łączonych materiałów w pobliżu granicy rozdziału.

3

The Effect of Stand-Off Distance on the Structure and Properties of Zirconium - Carbon Steel Bimetal Produced by Explosion Welding

Prażmowski M., Paul H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1201-1210

EN

This study focuses on the effect of the stand-off distance between the bonded plates on the properties of zirconium (Zr700) - steel (P355NL2) bimetal produced by explosion welding. Bonding trials were carried out in parallel arrangement at constant detonation velocity. The analyses of microstructural transformations occurring in the bond zone and mechanical properties of the clad were performed for as-bonded welds, i.e. immediately following explosion welding. A general description of the obtained welds was made (height and length of the wave was determined) and the quantitative fraction of the melt zones was calculated along the bond's length. Using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) enabled the assessment of the quality of the formed bonds, initial identification of phases and quantitative analysis of the individual phases on the longitudinal section. The microhardness results were used in the analysis of hardening changes at the interface area. The completed research proves the potential to obtain a proper bond for zirconium/carbon steel sheets. A strong effect of the stand-off distance on the strength properties of the fabricated plates was observed, and the 'direction' of these transformations was pointed out. Optical microscopy and SEM examinations allowed determining the characteristic of the bond interface for diverse stand-off distances. It was established that increasing the stand-off distance between the plates causes the reduction of the melt area along the length of the bond, which improves strength properties of the bimetal. The analysis of the strength distribution performed based on the microhardness measurements showed that the changes occur within the distances up to 500μm from the bond interface and the highest hardening, for both zirconium and steel, is directly at the interface and then successively decreases.

PL

W pracy analizowano wpływ odległości pomiędzy płytami na własności układu warstwowego cyrkon (Zr700) - stal (P355NL2) wytworzonego technologia zgrzewania wybuchowego. Próby łączenia wykonano w układzie równoległym, przy stałej prędkości detonacji. Analizy zmian mikrostrukturalnych, jakie dokonują się w strefie połączenia oraz zmian we własnościach mechanicznych plateru prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu. Dokonano ogólnej charakterystyki otrzymanych połączeń (określono wysokość i długość fali) oraz obliczono ilościowy udział warstwy przetopień na długości połączenia. Zastosowanie mikroskopii optycznej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej pozwoliło na ocenę jakości powstających złączy, wstępna identyfikacje faz oraz analizę ilościowa poszczególnych faz na przekroju wzdłużnym złącza. Badania mikrotwardości wykorzystano w analizie zmian umocnienia w strefie połączenia. Przeprowadzone badania dokumentują możliwość uzyskania poprawnego połączenia dla układu blach cyrkon/(stal węglowa). Wykazano silny wpływ odległości pomiędzy płytami na własności wytrzymałościowe wytworzonych płyt próbnych, a także udokumentowano 'kierunek', w jakim te zmiany podążają. Badania z wykorzystaniem mikroskopii optycznej oraz elektronowej mikroskopii skaningowej pozwoliły na scharakteryzowanie granicy połączenia dla zróżnicowanych odległości pomiędzy blachami. Stwierdzono, ze zwiększenie odległości pomiędzy łączonymi płytami powoduje zmniejszenie powierzchni przetopień na długości złącza, co polepsza własności wytrzymałościowe bimetalu. Analiza rozkładów umocnienia przeprowadzona w oparciu o pomiary mikrotwardości wykazała, ze zmiany występują w odległości do 500μm od granicy złącza; największe umocnienie, zarówno dla cyrkonu jak i stali, występuje bezpośrednio przy granicy po czym sukcesywnie spada.