Hydrogen influence on fracture toughness of the weld metal in

super duplex stainless steel (UNS S32750) welded

with two different heat input

اثر هیدروژن بر روی تافنس شکست فلز جوش در فولاد زنگ نزن دوفازی

(UNS S32750) جوشکاری شده با دو حرارت ورودی مختلف

ABSTRACT

The super duplex stainless steels have a microstructure composed by two phases, ferrite (α) and austenite (γ). This dual microstructure improves simultaneously the mechanical and corrosion resistance properties. However, the welding of these steels is often a critical operation. The present work evaluated the fracture toughness through critical tip open displacement (CTOD) tests of welded joints, with two different heat input, 1.1 kJ mm−۱ and 2.0 kJ mm−۱. The steel used was a super duplex stainless steel (UNS S32750) in presence of hydrogen. The CTOD tests (according BS 7448-1 and BS 7448-2 standards) were performed in air and under different times of hydrogenation. The procedure of hydrogenation has been performed using cathodic potential of −۱۴۰۰ mVSCE by 96 and 360 h. The microstructural analysis allowed to determine relevant aspects (α/γ balance, inter austenitic spacing and γ morphology) and to compare with CTOD results. The results showed strong evidence that the reductions of CTOD values is related to differences in the γ۲ morphologies. Another important result was the high statistic dispersion in the measures of austenitic spacing, according DNV RP F112-08, which implies in low reliability of using this standard in presence of high anisotropy. The paper also aims to discuss and evaluate which is the best approach to hydrogenated duplex stainless steels: linear elastic fracture mechanics or elasto plastic fracture mechanics.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

فولادهای زنگ نزن دوفازی سوپر دارای ساختاری متشکل از دو فاز فریتی (α) و آستنیتی (γ) است. این ریزساختار دوفازی به صورت هم زمان خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد. اما اغلب جوشکاری این فولادها کار دشواری است. فعالیت حاضر تافنس شکست را از طریق آزمایش های جابجایی راس باز بحرانی (CTOD) اتصالات جوش خورده با دو حرارت ورودی مختلف، برابر با mm-1 Kj 1.1 و mm-1 Kj 2.0 محاسبه کرده است. فولاد استفاده شده یک فولاد زنگ نزن دوفازی سوپر (UNS S32750) در حضور هیدروژن بود. آزمایش های CTOD (با توجه به استانداردهای BS 7448-1 و BS 7448-2) در هوا و تحت زمان های مختلف هیدروژنه کردن انجام گرفتند. فرایند هیدروژنه کردن با استفاده از پتانسیل کاتدی mVSCE1400- در ۹۶ و ۳۶۰ ساعت انجام گرفت. تحلیل های ریزساختاری امکان تعیین جنبه های مربوط (تغییرات γ/α، فاصله ی بین آستنیت و مورفولوژی γ) و مقایسه با نتایج CTOD را فراهم کرد. نتایج دلایل مستحکمی را نشان دادند که کاهش مقادیر CTOD مربوط به تفاوت ها در مورفولوژی γ۲ می باشد. نتیجه ی مهم دیگر پراکندگی آماری بالا در اندازه های فاصله آستنیتی، با توجه به DNV RP F112-08 می باشد که اشاره به قابلیت اطمینان پایین استفاده از این استاندارد در حضور انیزوتروپی بالا دارد. این مقاله همچنین قصد دارد بحث و محاسبه کند که بهترین روش برای فولادهای زنگ نزن هیدروژنه شده کدام است: مکانیک های شکست الاستیک خطی یا مکانیک های شکست الاستیک-پلاستیک.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.