Вплив ефектів зміни мікроструктури на характеристики та механічні властивості різнорідних з’єдань ЗНЕ Monel 400 і низколегованої сталі (ASTM 387-Gr.11)

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266264

Ключові слова:

різнорідні зварні шви, збіднена вуглецем зона, перехідна зона, Monel 400, мігруюча межа зерен

Анотація

Monel 400 з різнорідними сполуками з низьколегованої сталі широко використовуються в нафтовій промисловості, нафтохімічній та ядерній техніці, для цього виду застосування потрібні зварні з’єднання з хорошими механічними властивостями, стабільною магнітною проникністю та гарною зварюваністю. Відмінність у механічних, хімічних та фізичних властивостях цих унікальних сплавів ускладнює таку сполуку, а механічні властивості та мікроструктура сполук відрізнятимуться від вихідних металів. У цьому дослідженні процес ЗНЕ використовувався з електродом ERNiCrFe-3 для отримання різнорідних зварювальних сполук із заданими параметрами процедури зварювання, аналізом мікроструктури SEM/EDS, оптичним випробуванням мікроструктури, мікротвердістю за Віккерсом та випробуванням на розтягування, що використовуються для вивчення деталей мікроструктури та їх впливу на зварювання, механічні властивості з'єднання. Результати досліджень з аналізу мікроструктури зони зварювання показали формування структур видманштеттових феритів і частинок другої фази з дрібнозернистою структурою низьколегованої сталі з боку утворення перехідної зони (ПЗ). Більш того, на стороні Monel 400 чітко позначена лінія сплавлення (ЛС), у той час як мікроструктура затвердіння металу шва мігруюча межа зерна і межі зерен затвердіння відповідно і міждендритна мікроструктура спостерігаються в центрі зони зварювання. Вивчення механічних властивостей та мікроструктури зварного шва показало можливість виготовлення такого різнорідного з'єднання з дотриманням вимог проектних критеріїв та показало, що відмова у подібному з'єднанні відбувається лише з боку низьколегованої сталі. Результати та аналіз мікроструктури цього дослідження дуже важливі для розуміння змін у зоні зварювання та мікроструктури зони теплового впливу та їх впливу на механічні властивості зварного з'єднання, а також для створення основи для створення найкращої процедури зварювання відповідно до властивостей мікроструктури зони зварювання.

Біографії авторів

Ahmed Ghazi Abdulameer, University of Technology - Iraq

Assistant Lecturer

Training and Workshop Center

Mohammed Sabeeh Mohammed, University of Technology - Iraq

Assistant Lecturer

Training and Workshop Center

Ahmed Salloum Abbas, University of Technology - Iraq

Lecturer Doctor

Department of Production Engineering and Metallurgy

Посилання

  1. Sudha, C., Paul, V. T., Terrance, A. L. E., Saroja, S., Vijayalakshmi, M. (2006). Microstructure and microchemistry of hard zone in dissimilar weldments of Cr-Mo steels. Welding Journal, 85 (4), 71s–80s. Available at: http://files.aws.org/wj/supplement/04-2006-SUDHA-s.pdf
  2. Alexandrov, B. T., Lippold, J. C., Sowards, J. W., Hope, A. T., Saltzmann, D. R. (2012). Fusion boundary microstructure evolution associated with embrittlement of Ni–base alloy overlays applied to carbon steel. Welding in the World, 57 (1), 39–53. doi: https://doi.org/10.1007/s40194-012-0007-1
  3. Nelson, T. W., Lippold, J. C., Mills, M. J. (1998). Investigation of boundaries and structures in dissimilar metal welds. Science and Technology of Welding and Joining, 3 (5), 249–255. doi: https://doi.org/10.1179/stw.1998.3.5.249
  4. Nelson, T. W., Lippold, J. C., Mills, M. J. (2000). Nature and evolution of the fusion boundary in ferritic-austenitic dissimilar metal welds – part 2: on-cooling transformations. Welding Journal, 10, 267s–277s. Available at: https://app.aws.org/wj/supplement/WJ_2000_10_s267.pdf
  5. Baeslack III, W. Y., Lippold, J. C., Savage, W. F. (1979). Unmixed zone formation in austenitic stainless steel weldments. Welding Journal, 58 (6), 168s–176s. Available at: http://files.aws.org/wj/supplement/WJ_1979_06_s168.pdf
  6. Soysal, T., Kou, S., Tat, D., Pasang, T. (2016). Macrosegregation in dissimilar-metal fusion welding. Acta Materialia, 110, 149–160. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.03.004
  7. Rowe, M. D., Nelson, T. W., Lippold, J. C. (1999). Hydrogen-induced cracking along the fusion boundary of dissimilar metal welds. Welding Journal, 78, 31s–37s. Available at: http://files.aws.org/wj/supplement/AREFAE_1/ARTICLE1.pdf
  8. Nelson, T. W., Lippold, J. C., Mills, M. J. (1999). Nature and Evolution of the Fusion Boundary in Ferritic-Austenitic Dissimilar Weld Metals, Part 1 – Nucleation and Growth. Welding Journal, 78 (10), 329s–337s. Available at: http://files.aws.org/wj/supplement/oct99/NELSON.pdf
  9. Devendranath Ramkumar, K., Joshi, V., Pandit, S., Agrawal, M., Kumar, O. S., Periwal, S. et al. (2014). Investigations on the microstructure and mechanical properties of multi-pass pulsed current gas tungsten arc weldments of Monel 400 and Hastelloy C276. Materials & Design, 64, 775–782. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.08.055
  10. Kou, S. (2003). Welding metallurgy. Wiley. doi: https://doi.org/10.1002/0471434027
  11. Gubeljak, N. (1999). Fracture behaviour of specimens with surface notch tip in the heat affected zone (HAZ) of strength mis-matched welded joints. International Journal of Fracture, 100 (2), 155–167. doi: https://doi.org/10.1023/a:1018794316336
  12. Cui, Y., Xu, C., Han, Q. (2006). Effect of ultrasonic vibration on unmixed zone formation. Scripta Materialia, 55 (11), 975–978. doi: https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2006.08.035
  13. Anand, R., Sudha, C., Paul, V. T., Saroja, S., Vijayalakshmi, M. (2010). Microstructural changes in grade 22 ferritic steel clad successively with Ni-based and 9Cr filler metals. Welding Journal, 89 (4), 65s–74s. Available at: https://www.academia.edu/22040613/Microstructural_Changes_in_Grade_22_Ferritic_Steel_Clad_Successively_with_Ni_Based_and_9Cr_Filler_Metals
  14. Sudha, C., Anand, R., Saroja, S., Vijayalakshmi, M. (2010). Evaluation of concentration dependant diffusion coefficients of carbon in a dissimilar joint of ferritic steels. Transactions of the Indian Institute of Metals, 63 (4), 739–744. doi: https://doi.org/10.1007/s12666-010-0113-y
  15. Golovanenko, S. A., Konnova, I. Yu. (1972). Selecting interlayers for corrosion resistant bimetals. Metal Science and Heat Treatment, 13 (7-8), 570–575. doi: https://doi.org/10.1007/bf00648199
  16. Dehmolaei, R., Shamanian, M., Kermanpur, A. (2008). Microstructural characterization of dissimilar welds between alloy 800 and HP heat-resistant steel. Materials Characterization, 59 (10), 1447–1454. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2008.01.013
  17. Shah Hosseini, H., Shamanian, M., Kermanpur, A. (2011). Characterization of microstructures and mechanical properties of Inconel 617/310 stainless steel dissimilar welds. Materials Characterization, 62 (4), 425–431. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2011.02.003
  18. Naffakh, H., Shamanian, M., Ashrafizadeh, F. (2009). Dissimilar welding of AISI 310 austenitic stainless steel to nickel-based alloy Inconel 657. Journal of Materials Processing Technology, 209 (7), 3628–3639. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.08.019
  19. Kuo, T.-Y., Lee, H.-T. (2002). Effects of filler metal composition on joining properties of alloy 690 weldments. Materials Science and Engineering: A, 338 (1-2), 202–212. doi: https://doi.org/10.1016/s0921-5093(02)00063-1
  20. Sayiram, G., Arivazhagan, N. (2015). Microstructural characterization of dissimilar welds between Incoloy 800H and 321 Austenitic Stainless Steel. Materials Characterization, 102, 180–188. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2015.03.006
  21. Lippold, J. C., Kotecki, D. J. (2005). Welding metallurgy and weldability of stainless steels. Wiley, 376.
Microstructure variation effects influence on characteristics and mechanical properties of Monel 400 and low alloy steel (ASTM 387-Gr.11) GTAW dissimilar joint

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Abdulameer, A. G., Mohammed, M. S., & Abbas, A. S. (2022). Вплив ефектів зміни мікроструктури на характеристики та механічні властивості різнорідних з’єдань ЗНЕ Monel 400 і низколегованої сталі (ASTM 387-Gr.11) . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(12 (119), 13–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266264

Номер

Том 5 № 12 (119) (2022): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Ahmed Ghazi, Mohammed Sabeeh, Ahmed Salloum

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.