Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studies of the microstructure of bimetallic titanium – austenitic steel joints obtained by explosive welding

Wachowski Marcin, Kosturek Robert

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2023

|

T. 15

15--23

EN

The specific requirements of installations used in the chemical and petrochemical industries require materials with high corrosion resistance and adequate strength. Materials with these characteristics can be obtained by explosive cladding technology. Results of studies of the microstructure of titanium-austenitic steel 304L bimetallic joints in the welded and heat-treated condition are presented. Applications for this type of material include heat exchanger tube surfaces exposed to aggressive environments with high cyclical mechanical loads. The joints were tested using an optical microscope and a scanning electron microscopy. Heat treatment has contributed to a decrease in microhardness near the joint, which demonstrates a reduction in the strain hardening in this area.

PL

Szczególne wymagania instalacji stosowanych w przemyśle chemicznym i petrochemicznym powodują konieczność stosowania materiałów o dużej odporności korozyjnej oraz odpowiedniej wytrzymałości. Materiały spełniające te wymagania można wytworzyć technologią platerowania wybuchowego. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury złączy bimetalicznych tytan-stal austenityczna 304L w stanie po zgrzewaniu i po obróbce cieplnej. Aplikacją tego typu materiałów są m.in. ściany sitowe wymienników ciepła, które narażone są na pracę w agresywnym środowisku, przy wysokich cyklicznych obciążeniach mechanicznych. Złącza badano z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. Obróbka cieplna przyczyniła się do spadku mikrotwardości w pobliżu złącza, co świadczy o redukcji strefy umocnienia występującej w tym obszarze.

2

Investigation of properties of Cu-Al explosively welded bimetals

Lokaj Ján, Sahul Miroslav, Sahul Martin, Nesvadba Petr

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2019

|

T. 11(2)

31--37

EN

Explosion welding of cooper C10200 to AW 5083 aluminium alloy was performed. The C10200 was proposed as a flyer plate. A parallel setup was used during explosive welding. Bimetals were characterized by regular wavy interface. The intermetallic compound (IMC) layer was observed at the interface of bimetals after 12 month, however, no annealing was performed. EDX analyses revealed that the interface layer consists of the intermetallic compound CuAl. Microhardness at the interface increased due to the presence of the IMC and work hardening as well.

PL

Przedstawiono wyniki zgrzewania wybuchowego miedzi C10200 ze stopem aluminiowym AW 5083. Płytka wykonana z miedzi C10200 była elementem napędzanym. Zgrzewanie wybuchowe prowadzono równolegle na dwóch stanowiskach. Otrzymane bimetale charakteryzowały się regularną falistą powierzchnią łączenia. Badania warstwy związku międzymetalicznego, w obszarze połączenia bimetalicznego, przeprowadzono po upływie 12 miesięcy, jednakże bez wyżarzania. Analiza EDX wykazała, że warstwa łącząca składa się z związku międzymetalicznego CuAl. Mikrotwardość w obszarze łączenie wzrasta zarówno w wyniku obecności związku międzymetalicznego, jak i przeprowadzonego zgrzewania.

3

Zastosowanie technologicznej warstwy pośredniej w układach platerowanych wybuchowo na przykładzie układu cyrkon–stal

Prażmowski M., Paul H., Żok F.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 4

36--44

PL

W pracy przedstawiono wyniki prób związanych z doborem optymalnych parametrów procesu zgrzewania wybuchowego próbnych płyt z cyrkonu Zr 700 o grubości 10 mm ze stalą niestopową (P265GH). Do badań przygotowano układ bimetalowy Zr-stal oraz trimetalowy Zr-Ti-stal, w którym tytan jest międzywarstwą technologiczną ułatwiającą uzyskanie połączenia. Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Poddano analizie zmiany strukturalne łączonych blach, ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki granicy połączenia. Wykonano badania właściwości mechanicznych otrzymanych platerów, tj. próbę ścinania, odrywania oraz zginania bocznego. Systematyczne pomiary rozkładu mikrotwardości umożliwiły analizę zjawiska umocnienia materiału w procesie zgrzewania wybuchowego, zarówno w strefie bezpośrednio przy granicy połączenia, jak i w całym przekroju plateru. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła na ocenę wpływu zastosowania międzywarstwy technologicznej z czystego technicznie tytanu na jakość uzyskanego połączenia, tj. jego charakterystykę i właściwości wytrzymałościowe. Stwierdzono, że w przypadku platerowania cyrkonem o grubości 10 mm zastosowanie międzywarstwy technologicznej pozwala uzyskać połączenie o dobrych właściwościach mechanicznych i optymalnej charakterystyce granicy połączenia.

EN

The paper presents the results of trials aimed at selecting optimal settings of the explosion welding process of 10 mm thick zirconium (Zr 700) plates with carbon steel (P265GH). A bimetal Zr-steel and trimetal Zr-Ti-steel were prepared for testing purposes, where titanium serves as a technological intermediate layer facilitating the bonding. The research was carried out for as-bonded joints, i.e. immediately following explosion welding. Structural changes of the joined sheets underwent analysis, particularly focusing on the characteristic of the joint interface. Mechanical properties of the obtained cladders were tested with shearing, peel test and lateral bending test. Systematic measurements of microhardness distribution enabled analyzing the strengthening of the material resulting from explosion welding both at the bond interface zone and throughout the whole section of the clad. The resulting analysis enabled the assessment of the impact the application of the interlayer of pure titanium had on the quality of the bond, i.e. its characteristic and strength properties. It was established that during explosion welding with 10 mm zirconium the application of the interlayer allows obtaining a joint with good mechanical properties and optimal characteristic of the interface.

4

Badania złączy spawanych bimetalu zgrzewanego wybuchowo stali niestopowej Grade 60 ze stopem Monel 400

Rogalski G., Prokop K., Fydrych D., Łabanowski J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 6

17--23

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doczołowych złączy spawanych bimetalu stal niestopowa SA516 Grade 60 – Monel 400 (SB127 UNS 04400). Badany bimetal został wytworzony przez zgrzewanie wybuchowe. Określono właściwości mechaniczne, rozkład twardości oraz strukturę otrzymanych złączy. Zwrócono uwagę na trudności technologiczne spawania tego rodzaju materiału oraz możliwość generowania niezgodności spawalniczych.

EN

The paper presents the research results of butt welded joints of bimetal plate type non-alloy steel SA516 Grade 60 – Monel 400 (SB127 UNS 04400). Bimetal plate was performed by the explosion welding. The mechanical properties, hardness distribution and microstructure of the joint were revealed. Difficulty of welding of this kind of material and the possibility to generate welding imperfections was highlighted.

5

The microstructural properties of explosion welded Ni/Ti joint

Zdrodowska K., Wojsyk K., Szala M.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2014

|

Vol. 8, nr 22

71--74

EN

Explosion welding is one of the ways of bonding materials. This method is used to bond metals which either cannot be joined or they are difficult to bond by other methods. The study investigates the metallographic characteristics of Ni/Ti joints in the form of a plate. Microstructures of the joints are examined and hardness measurements are carried out on the bonded materials and their interfaces. A detailed analysis of the distributions of wave length and width is presented. An average microhardness of the interface is found to be higher than that of the base materials.

6

Wpływ obróbki cieplnej na własności oraz strukturę bimetalu cyrkon/(stal węglowa) wykonanego technologią zgrzewania wybuchowego

Prażmowski M., Paul H., Żok F.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

644--651

PL

W niniejszym artykule poddano ocenie wpływ obróbki cieplnej na własności mechaniczne oraz strukturę strefy połączenia bimetalu cyrkon (Zr 700) – stal (P355NL2). Badania prowadzono dla złączy o różnej charakterystyce strefy połączenia. Przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych (Ro, Rs, Rm), pomiaru (mikro)twardości oraz badań strukturalnych, prowadzonych zarówno w makro- jak i mikro- skali. Analiza wyników uzyskanych w badaniach mechanicznych i mikrostrukturalnych pozwala na stwierdzenie, że procesy obróbki cieplnej wpływają, na jakość uzyskanego połączenia. Istotnym jest dobór odpowiedniej temperatury, gdyż wraz z jej wzrostem zmniejsza się wytrzymałość strefy połączenia. Zastosowanie takich samych warunków obróbki dla materiałów o różnej charakterystyce złącza wykazało, że obróbka ta nie ma większego wpływu na wytrzymałość na ścinanie, natomiast w znaczący sposób wpływa na wytrzymałość na rozciąganie i odrywanie. W przypadku próbek o akceptowalnym udziale warstwy międzymetalicznej (RGP w przedziale 0-10 μm) obróbka cieplna spowodowała zmniejszenie Rm o ok. 30 %, natomiast Ro o ok. 15 %. Odwrotną tendencję zaobserwowano w przypadku bardzo dużego udziału warstwy przetopionej w złączu. Wzrost prędkości detonacji podczas procesu zgrzewania wybuchowego powoduje nie tylko zwiększony udziału obszarów przetopionych w złączu, lecz również wzrost strefy odkształcenia plastycznego, a tym samym umocnienia w okolicy granicy połączenia. Potwierdzają to pomiary mikrotwardości dla prezentowanych w pracy przypadków. Zastosowanie obróbki cieplnej powoduje zmniejszenie umocnienia w strefie połączenia, co szczególnie silnie obserwowane jest w materiale podstawowym, tj. stali. Zjawisko to jest efektem pełnej rekrystalizacji ziaren w strefie odkształcenia plastycznego.

EN

The thermal treatment is an important issue in producing material by means of explosion welding. The selection of the method and settings of the heat treatment depends on the chemical composition of the welded materials, and, in industrial conditions, also the dimensions (due to their tendency to deformation during heating and cooling cycles).This paper assesses the effect of the heat treatment on the mechanical properties and the structure of the bond zone in zirconium (Zr 700) – steel (P355NL2) bimetal. The investigations were performed for welds with varied characteristics of the bond zone. Experimental results were presented concerning the strength test (Ro, Rs, Rm), measurement of hardness, and structural analyses carried out in micro- and macro- scale. Mechanical and microstructural test results allow concluding that the heat treatment affect the quality of the obtained bond. The selection of temperature is paramount as the higher the temperature, the lower tensile resistance of the bond zone. Applying the same settings for materials with different characteristics showed the treatment did not considerably influence the shear strength, but significantly affects tensile and peeling strength. In the case of acceptable share of intermetallic layer (RGP in the range 0-10), the heat treatment caused decreasing Rm by about 30 % and Ro by around 15 %. A reverse tendency was observed in the case of a large share of the melt zone in the bond. The increase in the detonation velocity during explosion welding causes not only the increased share of the melted area in the bond, but also the increase of the deformed area and consequently hardening at the interface. The above is confirmed by microhardness measurements for the samples presented in this work. Applying heat treatment lowers the hardening in the bond zone, which is more pronounced in the base material (steel). This effect results from the full recrystallization of the grains in the plastic deformation area.

7

Zastosowanie zgrzewania wybuchowego do wytwarzania kompozytów metalowych z osnową aluminiową

Rogalski G., Fydrych D., Walczak W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 6

54--59

PL

Energia wybuchu może zostać wykorzystana do realizacji wielu procesów technologicznych, m.in. wytwarzania złączy zgrzewanych, prasowania proszków, tłoczenia, odprężania i utwardzania metali. Bardzo interesującym zastosowaniem technologii zgrzewania wybuchowego jest wytwarzanie kompozytów metalowych. W artykule scharakteryzowano kompozyty metalowe i zgrzewanie wybuchowe jako jedną z metod ich otrzymywania. Przedstawiono autorską technologię uzyskiwania kompozytów metalowych z osnową aluminiową wzmocnionych wysokostopowymi drutami stalowymi. Na podstawie wyników badań metalograficznych, wytrzymałościowych oraz analitycznych wykazano przydatność wykorzystania energii wybuchu do wytwarzania kompozytów z aluminium wzmacnianego drutami stalowymi oraz zaproponowano kierunki dalszych badań.

EN

The energy of explosion can be used to implement a number of processes, including manufacturing of explosion welded joints, pressing powders, press forming, annealing and hardening of metals. Highly interesting application for explosion welding technology is the production of metal composites. The article characterizes the metal composites and explosion welding as one of the methods for obtaining them. An original technology of obtaining metal composites with aluminum matrix strengthened with steel wires was presented. Based on the results of metallographic, strength and analytic tests the suitability of the use of energy of explosion to produce composites of aluminum strengthened with steel wires was demonstrated and directions for future research were suggested.

8

Wpływ cyklu cieplnego na właściwości zgrzewanych wybuchowo złączy stal-aluminium

Fydrych D., Rogalski G., Walczak W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 6

60--64

PL

W artykule omówiono budowę, właściwości oraz technologię wytwarzania trójwarstwowych łączników zgrzewanych wybuchowo typu stal-stop aluminium AlMg. W łącznikach tego typu występuje połączenie stali z aluminium, które decyduje o ich właściwościach eksploatacyjnych. Szczególną uwagę zwrócono na proces spawania łączników, który może być przyczyną znaczącego spadku wytrzymałości złączy stal-aluminium. Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych (wytrzymałości na odrywanie oraz mikrotwardości) newralgicznego obszaru złączy zgrzewanych wybuchowo po obróbce cieplnej. Na ich podstawie podjęto próbę wyjaśnienia mechanizmów decydujących o zmniejszaniu wytrzymałości połączenia stal-aluminium pod wpływem oddziaływania cyklu cieplnego.

EN

The article presents the construction, properties and manufacturing technology of explosion welded three-layer steel-aluminum alloy AlMg transition joints. In this type of connectors, joining of steel and aluminum occurs, which determines their exploitation properties. Particular attention has been given to the process of welding of transition joints, which may cause a significant decrease in the strength of steel-aluminum welds. The results of tests of mechanical properties (ram tensile strength and microhardness) of vulnerable area of explosion welded joints after heat treatment were shown. On their basis an attempt was made to elucidate the mechanisms affecting the reduction of strength of the steel-aluminum welds due to the thermal cycle.

9

Wpływ wybranych parametrów zgrzewania wybuchowego na własności oraz strukturę bimetalu cyrkon-stal węglowa

Prażmowski M., Paul H., Bański R.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 11

697-703

PL

Zgrzewanie wybuchowe metali jest procesem o dużym znaczeniu technologicznym dla możliwości produkcji nowoczesnych kompozytów metalowych. Jednakże dobór parametrów zgrzewania nie jest sprawą prostą. W pracy poddano ocenie wpływ zróżnicowanych wartości prędkości detonacji oraz odległości blach, na jakość strefy połączenia w układzie cyrkon (Zr 700)-stal węglowa (P265GH). Badania prowadzono dla złączy w stanie wyjściowym, tj. bezpośrednio po zgrzewaniu wybuchowym. Przedstawiono wyniki badań mechanicznych, strukturalnych oraz analizę jakościową i ilościową warstwy przetopień. Zastosowanie elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) pozwoliło na wstępną identyfikację formujących się faz. W celu określenia zmian w wielkości umocnienia wykonano pomiary mikrotwardości zarówno w obszarze złącza, jak i obydwu łączonych płyt. Otrzymane wyniki pozwoliły na stwierdzenie, że dla założonych parametrów spajania możliwe jest uzyskanie bimetalu Zr-stal węglowa o właściwościach spełniających wymagania normy. Przeprowadzona analiza metalograficzna pozwala stwierdzić, że odległość pomiędzy płytami ma wpływ na charakterystykę granicy połączenia oraz ilość warstwy przetopionej. Mniejsze odległości sprzyjają powstawaniu fal o mniejszych parametrach (długości oraz wysokości) natomiast większe pozwalają uzyskać połączenie o wyraźnie zarysowanym, powtarzającym się charakterze falistym, lecz jednocześnie sprzyjają zwiększeniu ilości warstwy przetopień. Również odległość początkowa pomiędzy łączonymi materiałami sprzyja umocnieniu w obszarach bezpośrednio przyległych do granicy połączenia. Obserwacje z zastosowaniem SEM udokumentowały, że miejsce występowania fazy przetopionej oraz kształt obszaru przetopień są silnie uzależnione od parametrów technologicznych procesu. Analiza składu chemicznego pozwoliła na identyfikację trzech dominujących faz w strefie przetopienia, tj. FeZr, FeZr2 oraz Fe2Zr3.

EN

Explosive welding of metals is a process of great technological significance in terms of modern metal composites manufacturing possibilities Nevertheless, selecting welding parameters is not an easy task. This paper assesses the effect of various values of detonation velocity and distance of sheets on the quality of the bond zone in zirconium (Zr 700)-carbon steel (P265GH) structure. The research was carried out for initial state bonds, i.e. immediately following explosion welding. The results of mechanical and structural investigations as well as qualitative and quantitative analyses of the intermediate layers were presented. Using scanning electron microscopy (SEM) allowed the initial identification of the forming phases. In order to determine changes in the value of strengthening, microhardness tests of both the weld and the joined plates were performed. The results received allowed to conclude that for the assumed parameters it is possible to obtain Zr/(carbon steel) bi-metallic strips with properties meeting the standard's requirements. Performed metallographic analysis shows that the stand?off distance affects the quality of the welded sheets as well as the quantity of the transition zones near the interface. Smaller distance promotes the formation of waves with lower parameters (of length and height), whereas greater distances allow forming the bond of a more pronounced, repetitive wavy character, however, increasing the quantity of the transition zones at the same time. Also, the initial distance between the materials to be joined makes for the strengthening in the areas adjacent to the interface. SEM observations proved that the location of the intermetallic phase and the shape of the transition zone are strictly dependent on technological parameters of the process. The analysis of the chemical composition allowed to recognize three main intermetallic phases in the intermediate layer, i.e. FeZr, FeZr2 and Fe2Zr3.

10

X-ray microanalysis of Al-austenitic steel boundary formed by explosion welding

Lokaj J., Turna M., Jakubcek E., Benak M.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2011

|

T. 3

72--77

EN

The primary purpose in surface analysis is to identity the surface elemental composition (qualitatively), to dermine the amount and nature of species adsorbed and to elucidate the properties of the surface atoms. Of the four basic particle probe beams(electrons, ions, neutrals and photons), electron probes have been used longer and more extensively than any of the others. This is because electron beams of controlled energy and density can be easily generated. The scientist today is often required to observe and correctly explain phenomena occuring on a micrometer and submicrometer scale. Electron scanning microscope (SEM) and electron microprobe (EPMA) are two power- ful instruments which permit to characterize heterogenueos materials on a such fine scale. In both instruments production of many signals such as secondary electrons, photons of various energies etc. are produced as a consequence of irradiating the sample in question by the electron probe. The presented paper deals with the study of materials such as Al and CrNi steels which have been welded by explosion. The explosion welding takes on importance worldwide as many materials can not be welded by classic welding procedures. The evaluation of the quality of the quality of joints was carried out by SEM and EPMA.

11

Explosion welding of titanium - copper bimetals

Maronek M., Gatial M., Szulc Z., Turna M.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 4(14)

89-94

EN

The paper deals with explosion welding of titanium and copper in order to produce bimetals suitable for making targets used in sputtering process. Paper describes materials frequently used for target fabrication and technologies often used for their production. There are also brief characteristics of welded materials, their mechanical and other properties as well as need for their purity. A key part of the paper is devoted to explosion welding process, its description, including welding parameters, used explosives and welding procedure itself. The last part of paper deals with quality control examination of final bimetal, i. e. ultrasonic testing, mechanical testing and microstructure analysis.

12

The evaluation of the susceptibility of steel-aluminium explosion welded joints to stress corrosion cracking

Czechowski M.

Advances in Materials Science

|

2002

|

Vol. 2, nr 1(2)

70-75

EN

The article shows the research results concerning the susceptibility of steel-aluminium connectors that were welded explosively to stress corrosion cracking. The research was carried out by applying slow strain rate test (10 -6 s -1) in air and in artificial seawater. These tests together with metallographic studies pointed out that the examined connectors show susceptibility to stress corrosion cracking.

13

Zgrzewanie wybuchowe metali - Stan obecny i perspektywy badań oraz zastosowań krajowych.

Walczak W.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2001

|

R. 45, nr 5

48-51

PL

Na bazie krótkiego rysu historycznego przedstawiono rozwój i stan obecny zgrzewania wybuchowego w Polsce, podkreślając w pierwszym rzędzie osiągnięcia o charakterze aplikacyjnym. Omówiono rysujące się perspektywy dalszego rozwoju tej metody łączenia w kraju, zwracając również uwagę na krajowe możliwości wytwarzania blach platerowanych i różnego rodzaju elementów maszyn i urządzeń zgrzewanych wybuchowo.

EN

On the basis of a short historical sketch it had been presented the development and the present state of explosion welding in Poland, laying emphasis, first of all, of a achievements of application nature. It has been discussed the appearing perspectives of the further development of this bonding method in this country while the attention has been given to local possibilities of manufacture of clad plates and different machine elements by means of explosion welding.