Спосіб зварювання при високій схильності до тріщиноутворення загартованої і відпущеної сталі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176959

Ключові слова:

аустеніт, крихкість, укрупнення, тріщина, розтріскування, зміцнення, мартенсит, гартування, поліпшення, зварюваність

Анотація

Компоненти бойових машин (кузов танка, основний бойовий танк, бронетранспортер) повинні бути виготовлені зі сталі підвищеної міцності і твердості. Однак під час і після завершення процесу зварювання в сталі часто залишаються тріщини. Загартована і відпущена сталь виготовляється з гарячекатаної листової сталі (товщина 8 мм), яка піддається термообробці гартуванням і відпуском для підвищення міцності і твердості. Новизна даного дослідження полягає в методі зварювання для створення зварного з'єднання, що має тонку структуру, високу міцність і твердість. Це з'єднання проводиться методом ручного дугового зварювання в захисних газах. Схема дослідження: а) Перший крок. Підготовка зразка розміром 120×100×8 мм (рис. 3). Зразок поділяють на п'ять частин, кожна з яких має код SS (без термообробки), S750 (нагрів при 750 °C), S800 (нагрів при 800 °C), S850 (нагрів при 850 °C) і S900 (нагрів при 900 °C). Швидкість нагріву=10 °C/хв. б) Другий крок. Нагрівання зразка S750 при 750 °C і витримка протягом 30 хвилин, потім гартування у водному середовищі. Те ж саме відноситься до зразків S800, S850 і S900. в) Третій крок. Дослідження металографії, твердості і енергії удару для SS, S750, S800, S850 і S900. г) Четвертий крок. Видалення першого шару зварного шва товщиною в половину пластини за допомогою ручного шліфувального верстата для кожного зразка, і продовження зварювання другого шару. д) П'ятий крок. Другий шар зварних швів зшліфовують навпіл і приступають до остаточного зварювання. е) Шостий крок. Обговорення досліджень. г) Сьомий крок. Висновки.

Результати випробувань, проведених на сталі KCTA 500, включають хімічний склад основного металу, мікроструктуру і твердість для стандартного і загартованого водою зварного з'єднання. Середньовуглецева сталь еквівалентна загартованiй і відпущенiй сталі, використаної в даному дослідженні, і має високу схильність до тріщиноутворення.

У мікроструктурі стандартного зварного з'єднання переважають мартенсит при гартуванні і відпуску сталі, а також мартенсит, отриманий при термічній обробці гартування водою на зварному з'єднанні.

Зварене з'єднання, загартоване водою, показує більш тонку мікроструктуру зони термічного впливу, але метал зварного шва має тенденцію до жорстості і крихкості. Найбільша твердість досягається після гартування водою при 850 °C, тобто основний метал=578 VHN, зона термічного впливу=555 VHN, лінія оплавлення=457 VHN і метал зварного шва=252 VHN

Спонсори дослідження

  • The authors would like to thanks to Mr. Agus Kusmanto
  • who at the time was Head Department of Production 1
  • Division of Special Vehicles
  • PT. Pindad (Persero)
  • Indonesia
  • for their support of materials in this study.

Біографії авторів

Yurianto Yurianto, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Master of Technical Sciences, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Pratikto Pratikto, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Mechanical Engineering

Rudy Soenoko, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Mechanical Engineering

Wahyono Suprapto, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Demir, T., Übeyli, M., Yıldırım, R. O. (2008). Effect of Hardness on the Ballistic Impact Behavior of High-Strength Steels Against 7.62-mm Armor Piercing Projectiles. Journal of Materials Engineering and Performance, 18 (2), 145–153. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-008-9288-3
  2. Bailey, N., Coe, F. R., Googh, T. G., Hart, P. H. M., Jenkins, N., Pargetter, R. J. (1973). Welding steels without hydrogen cracking. Abington Publishing and ASM International.
  3. Datta, R., Mukerjee, D., Jha, S., Narasimhan, K., Veeraraghavan, R. (2002). Weldability Characteristics of Shielded Metal Arc Welded High Strength Quenched and Tempered Plates. Journal of Materials Engineering and Performance, 11 (1), 5–10. doi: https://doi.org/10.1361/105994902770344321
  4. ASM Handbook. Properties and Selection: Irons, Steels, and High Performance Alloys. Vol. 6. Copyright ASM International, 1996, 246–247.
  5. Jefferson, T. B.; O’brien, R. L. (Ed.) (1997). Jefferson’s Welding Encyclopedia. American Welding Society, 758.
  6. Yue, X., Lippold, J. C., Alexandrov, B. T., Babu, S. S. (2012). Continuous Cooling Transformation Behavior in the CGHAZ of Naval Steels. Welding Journal, 91 (3), 67S–75S.
  7. Mani, E., Udhayakumar, T. (2018). Effect of prior austenitic grain size and tempering temperature on the energy absorption characteristics of low alloy quenched and tempered steels. Materials Science and Engineering: A, 716, 92–98. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.01.020
  8. Yang, J., Song, Y., Lu, Y., Gu, J., Guo, Z. (2018). Effect of ferrite on the hydrogen embrittlement in quenched-partitioned-tempered low carbon steel. Materials Science and Engineering: A, 712, 630–636. doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.12.032
  9. Chen, G., Luo, H., Yang, H., Han, Z., Lin, Z., Zhang, Z., Su, Y. (2019). Effects of the welding inclusion and notch on the fracture behaviors of low-alloy steel. Journal of Materials Research and Technology, 8 (1), 447–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.04.005
  10. Qasim, B. M., Khidir, T. C., F. Hameed, A., Abduljabbar, A. A. (2018). Influence of heat treatment on the absorbed energy of carbon steel alloys using oil quenching and water quenching. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 41 (3), 43–46. doi: https://doi.org/10.26480/jmerd.03.2018.43.46
  11. Schumacher, J., Clausen, B., Zoch, H.-W. (2018). Influence of inclusion type and size on the fatigue strength of high strength steels. MATEC Web of Conferences, 165, 14003. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201816514003
  12. Leister, B. M., Dupont, J. N. (2012). Fracture Toughness of Simulated Heat-Affected Zones in NUCu-140 Steel. Welding Journal, 91, 53-s–58-s.
  13. Shen, S., Oguocha, I. N. A., Yannacopoulos, S. (2012). Effect of heat input on weld bead geometry of submerged arc welded ASTM A709 Grade 50 steel joints. Journal of Materials Processing Technology, 212 (1), 286–294. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2011.09.013
  14. Madhusudhan Reddy, G., Mohandas, T., Papukutty, K. . (1998). Effect of welding process on the ballistic performance of high-strength low-alloy steel weldments. Journal of Materials Processing Technology, 74 (1-3), 27–35. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(97)00245-8
  15. Yanet, M., Mónica, Z. (2015). Microstructure Characterization of Heat Affected Zone in Single Pass Welding in 9Cr-1Mo Steels. Procedia Materials Science, 8, 904–913. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.04.151
  16. ASTM E23 - 07a. Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials (2007). ASTM International, West Conshohocken, PA. doi: https://doi.org/10.1520/e0023-07a

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-08-28

Як цитувати

Yurianto, Y., Pratikto, P., Soenoko, R., & Suprapto, W. (2019). Спосіб зварювання при високій схильності до тріщиноутворення загартованої і відпущеної сталі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(12 (100), 43–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176959

Номер

Том 4 № 12 (100) (2019): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Yurianto Yurianto, Pratikto Pratikto, Rudy Soenoko, Wahyono Suprapto

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.