Автоматичне зварювання, 2023, №12



2023 №12 (09)

DOI of Article 10.37434/as2023.12.01

2023 №12 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 12, 2023, с. 3-12

Вплив швидкості охолодження на мікроструктуру та фазовий склад ЗТВ дуплексної сталі (DSS) 2205 при мокрому підводному зварюванні

С.Ю. Максимов, Г.В. Фадєєва, В.А. Костін, А.А. Радзієвська, Д.В. Васильєв

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

У статті наведено результати аналізу зміни мікроструктури та об’ємних часток фазових складових металу ЗТВ при моделюванні із застосуванням приладу Gleeble-3800 термічних циклів зварювання, які притаманні мокрому підводному зварюванні та зварюванні на повітрі. Визначено значення швидкості охолодження різних ділянок металу шва при мокрому підводному зварюванні та зварюванні на повітрі. Показано, що внаслідок охолоджувального впливу водного середовища швидкість охолодження при мокрому підводному зварюванні майже на порядок більше ніж при зварюванні на повітрі (W13/8 = 8,21 ºС/с – повітря, в середині шва, а при мокрому підводному зварюванні складає відповідно W13/8 = 81,70 ºС/с в середині шва, W13/8 = 165,85 ºС/с на початку шва і W13/8 = 320,51 ºС/с в кратері шва). Визначено зміну об’ємних часток фазових складових фериту, аустеніту та надлишкових фаз (нітридів хрому Cr2N) в мікроструктурі металу ЗТВ в залежності від швидкості охолодження. Фазові перетворення майже повністю відбуваються в високотемпературній зоні термічного впливу (ВЗТВ) в діапазоні температур Т = 1300…800 ºС. Внесок низькотемпературної зони термічного впливу (НЗТВ), діапазон температур Т = 800…500 ºС, на зміну фазових складових незначний. Кількість феритної та аустенітної складових і особливо морфологія аустеніту в мікроструктурі ВЗТВ залежить від швидкості охолодження, так само як і кількість виділення надлишкових фаз (імовірно нітридів хрому Cr2N). Бібліогр. 13, табл. 5, рис. 8.
Ключові слова: дуплексні сталі, мокре підводне зварювання, погонна енергія, швидкість охолодження, фазовий склад, аустеніт, ферит, мікроструктура в ЗТВ, моделювання ЗТВ, термічний цикл зварювання, Gleeble


Надійшла до редакції 06.09.2023

Список літератури

1. Verma, I., Taiwade, R., R.V (2017) Effect of welding processes and conditions on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of duplex stainless steel weldments – A review. Journal of Manufacturing Processes, 25, 134–152.
2. Bermejo, V.M.A., Hurtig, K., Hosseini, V.A. et al. (2016) Monitoring thermal cycles in multi-pass welding. In Proceedings of the 7th International Swedish Production Symposium (SPS-16), Lund, Sweden, 25–27 October.
3. Bermejo, V.M.A., Hurtig, K., Karlsson, L., Svensson, L.E. (2017) A step forward in understanding superduplex multipass welds by monitoring thermal cycles. In Proceedings of the 70th IIW Annual Assembly, Shnghai, China, 28 June.
4. Bermejo, M.A.V., Daniel, E., Hurtig, K., Karlsson, L. (2019) A New Approach to the Study of Multi-Pass Welds-Microstructure and Properties of Welded 20-mm-Thick Superduplex Stainless Steel. http://www.researchgate.net/publication/ 331715232.
5. Hosseini, V.A., Karlsson, L., Engelberg, D., Wessman, S. (2018) Time-temperature – precipitation and property diagrams for super duplex stainless steel weld metals. Weld. World, 62, 517–533.
6. Hsienh, R.-J., Liou, H.-Y., Pan, Y.-Ts. (2001) Effects of Cooling Time and Alloying Elements on the Microstructure of the Gleeble-Simulated Heat-Affected Zone of 22% Cr Duplex Stainless Steels. Journal of Materials Engineering and Performance, 10(5), 526–536.
7. Wu, T.-h., Wang, J.-j., Li, H.-b et al. (2018) Effect of heat input on austenite microstructural evolution of simulated heat affected zone in 2205 duplex stainless steel. https://doi. org/10.1007/s42243-018-0134-z.
8. Lippold, J.C., Varol, I., Baeslack, W.A. (1994) The Influence of Composition and Microstructure on the HAZ Toughness of Duplex Stainless Steels at –20 ºC. Welding Research Supplement I, 75–79.
9. Zhou, Y., Zou, D., Li, K. et al. (2018) Effect of Cooling Time on Microstructure and Properties of 2507 Super Duplex Stainless Steel Weldi-ng Heat-Affect Zone. Materials Science Forum ISSN: 1662-9752, 940, 5358. Trans Tech Publications, Switzerland.
10. Григоренко Г.М., Костин В.А., Орловский В.Ю (2008). Современные возможности моделирования превращений аустенита в сварных швах низколегированных сталей. Автоматическая сварка, 3, 31–33.
11. Hasui, A., Suga, Y. (1980) On cooling of Underwater Welds. Trans. of the Japan welding Society. (IWS). Bol. 11, 1. April.
12. Geipl, H. (1989) MAGM-Schweissen von Rorrosions bestӓndign Duplex-Stahlen 22Cr5(9)Ni3Mo. Entfluss von schutzgas- und werfahrenvarianten. Linde – Sonderdruck. №146, Hӓllriegels – kreuth.
13. Hu, Y., Shi, Y., Shen, X., Wang, Zh. (2017) Microstructure, Pitting Corrosion Resistance and Impact Toughness of Duplex Stainless Steel Underwater Dry Hyperbaric Flux-Cored Arc Welds. Materials, 10, 1443, www.mdpi.com/journal/materials.

---

Реклама в цьому номері:

---