Автоматичне зварювання, 2021, №01



2021 №01 (02)

DOI of Article 10.37434/as2021.01.03

2021 №01 (04)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2021, с. 14-19

Прогнозування залишкових напружень після зварювання дуплексної сталі з урахуванням фазових перетворень

О.С. Костеневич¹, J. Ren²

¹Дослідне конструкторсько-технологічне бюро ІЕЗ ім.Є.О.Патона НАН України, 03150, Київ, вул. Казимира Малевича, 15, E-mail: alenakostenevich@gmail.com
²School of Engineering, Liverpool John Moores University, 3 Byron Str., United Kingdom. E-mail: x.j.ren@ljmu.ac.uk

Представлене дослідження включало математичне моделювання однопрохідного TIG-зварювання дуплексної нержавіючої сталі S32205. Отримано температурні поля, розмір зони плавлення та зони термічного впливу, поля швидкостей охолодження, залишкові напруження з урахуванням кінетики перетворення аустеніту під час нагрівання та охолодження. Порівняльний аналіз залишкових напружень з урахуванням та без урахування фазових перетворень показав різницю розподілів залишкових напружень внаслідок різного вмісту фаз аустеніту та фериту та об’ємних ефектів під час перетворень. Бібліогр. 24, табл. 1, рис. 9.
Ключові слова: дуплексна нержавіюча сталь, TIG зварювання, фазові перетворення, аустеніт, ферит, залишкові напруження.


Надійшла до редакції 08.12.2020

Список літератури

1. (2014) Practical Guidelines for the Fabrication of Duplex Stainless Steels. Int. Molybdenum Association (IMOA); 3rd Ed.
2. Ammann, T. (2007) Arc welding of duplex steels in a shielding gas environment. Svetsaren, The ESAB Welding and Cutting J., 62(1), 41–45.
3. (2019) Duplex Stainless Steels Welding Guidelines. Industeel ArcelorMittal, June.
4. (2011) API Technical Report 938-C: Use of duplex stainless steels in the oil refining industry, 2nd ed.
5. Pramanik, A., Littlefair, G., Basak, A.K. (2015) Weldability of duplex stainless steel. Materials and Manufacturing Processes, 30(9), 1053–1068; DOI: https://doi.org/10.1080/10426914.2015.1019126
6. Vahid Hosseini. (2018) Super duplex stainless steels – microstructure and properties of physically simulated base and weld metal. PhD Thesis Production Technology, 24. University West, Sweden.
7. Kim, Yoon-Jun. (2004) Phase Transformations in Cast Duplex Stainless Steels. Other Information: TH: Thesis (Ph.D.); Submitted to Iowa State Univ., Ames, IA (US); PBD: 19 Dec.
8. Brytan, Z., Niagaj, J., Pakieła, W., Bonek, M. (2015) FEM modeling of lean duplex stainless steel welding. J. of Achievements in Materials and Manufacturing Engin., 70(1), 36–44.
9. Gideon, B., Ward, L., Carr, D.G., Muransky, O. (2008) Duplex stainless steel welds: residual stress determination, magnetic force microscopy and susceptibility to intergranular corrosion. In: Proc. of 6th European Stainless Steels Conf. (Helsinki, Finland, 10–13 June 2008), F-2P, 629–636.
10. Giętka, T., Ciechacki, K., Kik, T. (2016) Numerical simulation of duplex steel multipass welding. Archives of Metallurgy and Materials, 61(4), 1975–1984, December.
11. Floreka, A., Křížb, A., Vilcsekc, I. (2019) Numerical modelling of welding of duplex steel. AIP Conf. Proceedings 2189, 020006.
12. Tae-Hwan Um, Chin-Hyung Lee, Kyong-Ho Chang, Vuong Nguyen Van Do. (2018) Features of residual stresses in duplex stainless steel butt welds. IOP Conference Series Earth and Environmental Sci., 143(1):012030
13. Leffler, B. (2013) Stainless steels and their properties. http://www.hazmetal.com/f/kutu/1236776229.pdf
14. Goldak, J., Chakravart, A., Bibby, M. (1984) A new finite element model for welding heat sources. Metallurgical Transact. B, Process Metallurgy, 15(2), 299–305. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02667333.
15. Toshio Kuroda, Kenji Ikeuchi, Yoshihiko Kitagawa. (2004) Microstructure control for joining advanced stainless steel. In: Proc. of the Int. Symposium on Novel Materials Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources (March 19–22, 2004, Osaka, Japan), 419–422.
16. Varbai, B., Adonyi, Y., Baumer, R. et al. (2019) Weldability of duplex stainless steels – thermal cycle and nitrogen effects: Duplex stainless steel weld microstructures were investigated as a function of weld thermal cycles and shielding gas nitrogen content. Welding J., 98, 78–87.
17. Koichi Yasuda, Robert N. Gunn, Trevor G. Gooch. (2002) Prediction of austenite phase fraction in duplex stainless steel weld metals. Quarterly J. of the Japan Welding Society, 20(1), 68–77.
18. Sieurin, H., Sandstrom, R. (2007) Sigma phase precipitation in duplex stainless steel 2205. Materials Sci. and Engin. A, 444, 271–276.
19. Nishimoto, K., Saida, K., Katsuyama, O. (2006) Prediction of sigma phase precipitation in super duplex stainless steel weldments. Weld World, 50, 13–28. DOI: https://doi.org/10.1007/BF03263429
20. Makhnenko, V.I., Kozlitina, S.S., Dzyubak, L.I. (2011) Forecasting the content of σ-phase in the HAZ of welded joints of duplex steels in arc welding. The Paton Welding J., 6, 6–8.
21. Ogura T., Matsumura T., Yu L. et al. (2018) Numerical simulation of ferrite/austenite phase fraction in multipass welds of duplex stainless steels. Mathematical modelling of weld phenomena In: Proc. of 12th Int. Seminar on Numerical Analysis of Weldability (Graz, Austria); DOI: https://doi.org/10.3217/978-3-85125-615-4-07
22. Ghusoon Ridha Mohammed, Mahadzir Ishak, Syarifah N. Aqida, Hassan A. Abdulhadi (2017) Effects of heat input on microstructure, corrosion and mechanical characteristics of welded austenitic and duplex stainless steels: A Review. Metals – Open Access Metallurgy J., 7(2), 39.
23. Makhnenko, V.I., Velikoivanenko, E.A., Pochinok, V.E. et al. (1999) Numerical methods for the prediction of welding stress and distortions. Welding and Surfacing Reviews, 13, 1.
24. Yuriev, S.F. (1950) Specific volume of phases in the martensitic transformation of austenite. Metallurgizdat [in Russian].

---

Реклама в цьому номері:

---