Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Методика прогнозирования микроструктуры и механических свойств зоны термического влияния сварного соединения из высокопрочной стали при сварке в различных средах

Виктор Акимович Кархин, Максим Константинович Тишков, Яроб Алдаие, Сергей Георгиевич Паршин, Алексей Михайлович Левченко

Аннотация


Предложена методика сквозного прогнозирования микроструктуры и механических свойств металла зоны термического влияния. Приведена аналитическая связь между временем охлаждения в заданном температурном интервале и скоростью охлаждения при заданной температуре. Методика основана на вычисленных термических циклах, диаграммах анизотермического распада аустенита и зависимостях механических свойств от времени или скорости охлаждения. Все этапы методики рассмотрены на примере сварки конструкционной стали на воздухе и под водой. Показано удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных термических циклов и распределений твердости.


Ключевые слова


сварные соединения; зона термического влияния; прогнозирование; микроструктура; механические свойства

Полный текст:

PDF

Литература


Неровный В. М., Коновалов А. В., Якушин Б. Ф. и др. Теория сварочных процессов. 2-е изд. M.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 704 с. https://elibrary.ru/zcutxf

Шоршоров М. Х., Белов В. В. Фазовые превращения и изменение свойств стали при сварке: атлас. М.: Наука, 1972. 220 с.

Seyffarth P., Meyer B., Scharff A. Grosser Atlas Schweiss – ZTU – Schaubilder. Duesseldorf: DVS-Verlag, 1992. 176 S.

Hasui A., Suga Y., Toma H. On underwater gravity arc welding (2nd report) // Journal of the Japan Welding Society. 1975. V. 44, Is. 4. P. 337 – 344. DOI: 10.2207/qjjws1943. 44.4 337

Кархин В. А. Тепловые процессы при сварке. 2-е изд. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 572 с. https://elibrary.ru/uijibx

Karkhin V. A. Thermal processes in welding. Springer, 2019. 478 p. DOI: 10.1007/978-981-13-5965-1

Suga Y. The effect of cooling rate on mechanical properties of underwater wet welds in gravity arc welding // Trans. Jpn. Weld. Soc. 1990. V. 21, Is. 2. P. 144 – 149. https:// dl.ndl.go.jp/pid/10945694/1/1

Rogalski G., Swierczynska A., Fydrych D. Determination of t8/5 cooling times for underwater local dry welding of steel // Mat. Struct. 2023. V. 91. DOI: 10.1016/j.marstruc. 2023.103477

Кархин В. А., Паршин С. Г., Левченко И. С., Тишков М. К. Методика оценки термических циклов и прогнозирование механических свойств металла зоны термического влияния при подводной сварке стали // Сварочное производство. 2023. № 3. С. 17 – 25.

Куркин А. С. Исследование кинетики фазовых превращений легированной стали методами математического моделирования // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85, № 12. С. 25 – 32. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-12-25-32

Berkhout С. F., van Lent P. H. Anwendung von Spitzentemperatur-Abkuehlzeit (STAZ) — Schaubildern beim Schweissen hochfester Staehle // Schweissen und Schneiden. 1968. No. 6. S. 256 – 260.

Sekiguchi H., Inagaki M. Continuous cooling transformation diagrams of the high tensile steel “Wel-ten 55” and structures and properties of heat affected zone by welding (Report 2) // Journal of the Japan Welding Society. 1957. V. 26, No. 9. P. 579 – 585. DOI: 10.2207/qjjws1943.26.579

Lippold J. C. Welding metallurgy and weldability. New York: John Wiley and Sons, 2015. 400 p.

Grong O. Metallurgical modelling of welding. London: The Institute of Materials, 1994. 581 p.

Ishikawa T., Yurioka N., Yamazaki M., Fujita M. Atlas of CCT diagrams for welding (II). NIMS-MITS-special report. Japan: National Institute for Materials Science, 2008. 110 p. https://hdl.handle.net/20.500.11932/582593

Паршин С. Г. Материалы и технологии подводной сварки: монография. Санкт-Петербург: Политех-пресс, 2023. 468 с.

Farahmand P., Balu P., Kong F., Kovacevic R. Investigation of thermal cycle and hardness distribution in the laser cladding of AISI H13 tool steel produced by a high power direct diode laser. In: Proceedings of the ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. November 15 – 21. San Diego, California, USA. 2013. P. 1 – 12. DOI: 10.1115/IMECE2013-62193

Hasan H. S., Peet M. J., Jalil J. M., Bhadeshia H. K. D. H. Heat transfer coefficients during quenching of steels // Heat Mass Transfer. 2011. V. 47. P. 315 – 321. DOI: 10.1007/ s00231-010-0721-4

Касаткин О. Г. Математическое моделирование зависимостей состав свойства сварных соединений и создание расчетно-экспериментальной системы для оптимизации основных технологических факторов сварки низколегированных конструкционных сталей: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / ИЭС им. Е. О. Патона. Киев, 1990. 32 с.

Ates H. Prediction of gas metal arc welding parameters based on artificial neural networks // Mater. Des. 2007. V. 28, Is. 7. P. 2015 – 2023. DOI: 10.1016/j.matdes.2006.06.013

Wang J., Sun Q., Zhang T. et al. Experimental study of arc bubble growth and detachment from underwater wet FCAW // Weld. World. 2019. V. 63. P. 1747 – 1759. DOI: 10.1007/ s40194-019-00776-3

Paananen J., Pohjonen A., Larkiola J., Anttila S. A coupled temperature-microstructure model for the heat affected zone of low alloyed high strength steel during two-pass arc welding / C. Sommitsch, N. Enzinger, P. Mayr (eds.). Mathematical Modelling of Weld Phenomena 12. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz, 2019. P. 233 – 251. DOI: 10.3217/978-3-85125-615-4-15




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.8.60-66

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025