A Weldability Study of Steel of Strength Class X100 (original) (raw)

Comprehensive assessment of weldability of hot-rolled plate steel of the E36 grade

Collection of Scientific Publications NUS, 2017

The aim of this work is assessment of adequacy of the existing mathematical models. These models are intended for calculation of mechanical characteristics of the metal of the high temperature parts of HAZ (R m , R eH , НV and KV-40) for the use in the welded joints made of high-strength shipbuilding steel of the E36 grade (the crossstream of the rolled sheet with the thickness of 50 mm). The analytical assessment has been executed in accordance with the specified chemical content and duration of the metal cooling with the maximum temperature of heating equal to 1350 ºС at the range of the temperatures 850-500 °С. The experimental confirmation of the analytical calculation accuracy has been executed by using complex mechanical tests of the welded joints, which have been done in accordance with the requirements of the Rules DNV GL. Analysis of the obtained results showed that the existing mathematical models of assessment of mechanical characteristics of the metal of the high temperature parts HAZ (R m , R eH and НV) can be practically implemented with the aim of optimization of welded joints. The work of the impact (KV Т-40) is to be checked by use in practice. Keywords: steel of the E36 grade; assessment of weldability; analytical methods of calculation; comprehensive mechanical testing; mechanical properties; impact viscosity; hardness. Анотація. На основі аналізу результатів комплексних механічних випробувань контрольних зварних з'єднань листового прокату товщиною 50 мм, виконаних відповідно до вимог Правил Класифікаційних Товариств (BV, LR, DNV, GL, ABS та ін.), розглянута можливість використання аналітичних методів оцінки властивостей високотемпературних ділянок зони термічного впливу стосовно сталі категорії Е36. Показано, що розрахунок міцнісних характеристик (R m , R eH , A 5 , Z, НV) за хімічним складом, з урахуванням швидкості охолодження зварних з'єднань, забезпечує достатню для практичного застосування ступінь достовірності. Робота удару (KV), особливо при низьких температурах, аналітичній оцінці не підлягає. Ключові слова: сталь категорії E36; оцінка зварюваності; аналітичні методи розрахунку; комплексні механічні випробування; механічні властивості; ударна в'язкість; твердість. Аннотация. На основе анализа результатов комплексных механических испытаний контрольных сварных соединений листового проката толщиной 50 мм, выполненных в соответствии с требованиями Правил Классификационных Обществ (BV, LR, DNV, GL, ABS и др.), рассмотрена возможность использования аналитических методов оценки свойств высокотемпературных участков зоны термического влияния применительно к стали категории Е36. Показано, что расчет прочностных характеристик (R m , R eH , A 5 , Z, НV) по химическому составу, с учетом скорости охлаждения сварных соединений, обеспечивает достаточную для практического применения степень достоверности. Работа удара (KV), особенно при низких температурах, аналитической оценке не подлежит. Ключевые слова: сталь категории E36; оценка свариваемости; аналитические методы расчета; комплексные механические испытания; механические характеристики; ударная вязкость; твердость.

COMPREHENSIVE EVALUATION WELDABILITY OF HOT ROLLED PLATE STEEL E36 CATEGORIES

Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Mykolaiv The aim of this work is the assessment of the existed mathematical models adequacy. These models are for the calculation of the mechanical characteristics of the metal at the high temperature parts of HAZ (Rm, ReH, НV и KV-40 ), for the use in the welded joints made of the shipbuilding steel of the high-strength, its type is E36(the cross-stream of the rolled sheet with the thickness of 50mm). The analytical assessment has been executed in accordance with the specified chemical content and the duration of the metal cooling with the maximum temperature of heating which is equal to 1350ºС, at the range of the temperatures: 850-500ºС.The experimental confirmation of the analytical calculations accuracy has been executed by use of the complex mechanical tests of the welded joints, which have been done in accordance with the Rules DNV GL requirements. The analysis of the received results has showed that the existed mathematical models of the assessment of the mechanical characteristics of the metal of the high temperature parts HAZ (Rm, ReH и НV) can be used at practice with the aim of the welded joints optimization. The work of the impact (KVТ-40) must be surely checked by use of the practice.

Numerical Modeling of Impact Toughness Determination of Weldox 460-E Steel

Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: Engineering and CAD, 2019

Представлено результати чисельного моделювання ударного згину за Шарпі для сталі Weldox 460-E за допомогою програми LS-DYNA. Розрахунки проведено для двох широковживаних моделей поведінки матеріалів за умов динамічного навантаження: Джонсона-Кука і Купера-Саймондса. Оцінено можливість використання літературних коефіцієнтів для вищезазначених моделей без оптимізації під конкретний вид навантаження. Показано необхідність врахування швидкості деформації при розрахунках динамічних процесів. Проведено оцінку точності розрахункової моделі з використанням додаткових критеріїв руйнування, що дозволяють значно підвищити точність рішення. Ключові слова: ударна в'язкість, швидкість деформації, моделювання, LS-DYNA С.П. БИСЫК, А.В. ШИРОКОВ, А.А. СЛИВИНСКИЙ, О.М. АРИСТАРХОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ СТАЛИ WELDOX 460-E С ПОМОЩЬЮ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Представлены результаты численного моделирования ударного изгиба по Шарпи для стали Weldox 460-E с помощью программы LS-DYNA. Расчеты проводили для двух широкоиспользуемых моделей поведения материалов при динамическом нагружении: Джонсона-Кука и Купера-Саймодса. Оценена возможность использования литературных коэфициентов для вышеупомянутых моделей без оптимизации под конкретный вид нагружения. Показана необходимость учета скорости деформации при расчетах динамических процессов. Проведено оценку точности расчетной модели с ичпользованием дополнительных критериев разрушения, что позволяет значительно повысить точность решения. Ключевые слова: ударная вязкость, скорость деформирования, моделирование, LS-DYNA S.P. BISYK, A.V. SHIROKOV, O.A. SLYVINSKYY, O.M. ARISTARXOV NUMERICAL MODELING OF IMPACT TOUGHNESS DETERMINATION OF WELDOX 460-E STEEL The results of numerical modeling of a Charpy impact test for steel Weldox 460-E with LS-DYNA program using are presented. The simulation carried out for two widely known models of material behavior at dynamic loading. These are Johnson-Cook and Cowper-Symonds models. The possibility of literary coefficients using for above-mentioned models without optimization to a necessory loading condition is estimated. The necessity of strain rate accounting in dynamic processes numerical simulation is shown. The accuracy appraisal of design model with usage additional resolution criteria which allows significantly to increase accuracy of solution were carried out. The results of numerical modeling conduction proved its qualitative character. The disarrangement in 39,6% don't allow us to advise to use experimental characteristics from literature without their optimization in accordance with certain type of load. Although, the difference value is 4,8% in case of introduction of additional resolution criterion with maximum magnitude of strains, that's point out the necessity of experimental tests of materials and definition of its limit values of resolution under different velocities of deformation and use of these values during performance of numerical modeling. Cowper-Symonds model showed much better convergence while performing modeling of this experiment. It could be related to low values of deformation velocity (level 10 2 с-1) in experiments on impact strength.

Welding Thermal Cycling Influence on Crack Resistance, Structure and Hardness for Low-Alloy High Strength Steel

2018

Для оценки влияния термического цикла сварки на свойства зоны термического влияния исследована микротвердость девяти жестких проб сварных образцов, изготовленных из низколегированной трубной стали 14Х2ГМР, испытанных, и образца из стали Ст3сп, подвергшегося действию усталостного малоциклового нагружения. Было выявлено, что температура внешней среды в диапазоне от-40°C до +20°C практически не влияет на распределение микротвердости в зоне сварки и ЗТВ, несмотря на существенную разницу в скоростях охлаждения. Также исследования показали, что возникающие трещины растут преимущественно вдоль границ зерен мартенсита и бейнита (как перехлаждённого аустенита) в ЗТВ стали 14Х2ГМР, однако могут наблюдаться и трещины, пересекающие тело зерна. В образце из стали Ст3сп холодные трещины наблюдаются как в зоне сварки, так и в ЗТВ, и имеют преимущественно межзеренный характер, даже несмотря на более мягкие по сравнению с принятыми технологическими пробами на трещиностойкость условиями испытания. Ключевые слова: микротвердость, термический цикл сварки, зона термического влияния, рост трещин, граница зерна, модуль упругости. Благодарности: Работа выполнена по программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук (проект III.28.1.1.) с использованием оборудования ЦКП «Станция натурных испытаний» ИФТПС СО РАН

Microstructural and Mechanical Analysis of a Friction Stir Welded Joint of Dissimilar Advanced High-Strength Steels

Transactions of materials processing, 2020

Аннотация Городище Каюково-2-одно из наиболее известных ранненеолитических укрепленных поселений севера Западной Сибири. Для него характерна регулярная архитектурная планировка, керамическая посуда специфической формы, в том числе с плоским дном и сложной орнаментацией, оригинальный комплекс каменного инвентаря. В 2018 г. продолжены исследования сооружения № 4, для реконструкции палеоландшафта произведен почвенный зондаж в прилегающей заболоченной части городища, получены новые радиоуглеродные даты, проведен анализ вещевого комплекса. Постройка № 4 представляла собой полуземлянку с очагом в центральной части, соединенную небольшим коридором-переходом с постройкой № 7. В период функционирования памятника водоем располагался примерно в 100 м от коренного берега. Имеющиеся даты определяют время функционирования городища началом-первой половиной VI тыс. до н. э. Керамический комплекс входит в круг ранней плоскодонной посуды Западной Сибири, распространенной от Барабинской лесостепи и Приишимья до Северного Зауралья. Ключевые слова север Западной Сибири, неолит, городище, архитектура, вещевой комплекс, палеоландшафт, хронология Благодарности Работа выполнена в рамках госбюджетной темы ИИиА УрО РАН «Древние и средневековые культуры Урала: региональные особенности в контексте глобальных процессов» (регистрационный номер НИОКТР: АААА-А16-116040110036-1) при поддержке Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) (Cluster of Excellence ROOTS at Kiel University). Финансирование работ осуществлялось в рамках реализации научного проекта «Археологические древности Югры: от начала расселения человека до эпохи Российского государства. 2 этап» Фонда Президентских грантов по заявке № 18-2-007554. Мы благодарим Ясмин Даннах (Институт пре-и протоисторической археологии, Кильский Университет, Германия) за идентификацию древесных пород в образцах для радиоуглеродного анализа.

Peculiarities of formation of structure in welded joints of microalloyed structural steel S460M

Structural steels of C440 strength class and more have found wide application in high-rise construction, bridge construction and freight rail transport. Application of steel roll stock with yield strength of 440 MPa allows reducing specific quantity of metal per structure by 39 % in comparison with steel of St3sp (killed) (C275) grade and by 26 % in comparison with 09G2S (C345) steel grade. Present work examines the peculiarities of formation of structure in the welded joints of structural steel S460M. A CCT diagram of austenite decay in steel S460M was plotted. Effect of cooling rate of HAZ metal model samples on structure and strength properties was determined. It is shown that heat treatment of welded joints of steel S460M (thermocycling, i.e. heating to 1200 °C with 25°C/s rate plus annealing at 950 °C during 1 h plus air cooling) provides formation in HAZ metal of a favorable complex of ferrite-bainite structures due to decrease of banded structures, reduction of portion of Widmanstatten ferrite and pearlite.

Effect of Stress Concentration on Fatigue Strength of Type 20 Steel

2012

Досліджено вплив концентрації напруження на втомну міцність сталі 20. Втомні випробування здійснювалися на тонкостінних трубчатих зразках з концентратором і без концентратора. Втомна міцність зразків з концентратором напружень була меншою за втомну міцність зразків без концентратора напружень. Вплив концентрації напружень на циклічну довговічність зразків був найбільшим за бази випробувань 10 6 циклів. Із збільшенням амплітуди напружень вплив концентратора на довговічність зменшувалась і сходила нанівець у діапазоні квазістатичного руйнування. В роботі розглянуто застосування силового підходу, правила Нейбера та правила Глінки до оцінки довговічності сталевих елементів конструкцій у діапазоні малоциклового навантажування за наявності концентраторів напруження. Результати розрахунку за силовим підходом та правилом Нейбера добре узгоджуються з дослідними даними. Ключові слова: втомна міцність, концентрація напружень, крива втоми, сталь 20, тонкостінні трубчаті зразки.

Study of dependence between microstructure and chemical composition of A32, D32, E32 grades steels at bending tests

Черная металлургия, 2019

Аннотация. Выполнение высоких требований ко всему комплексу механических характеристик является основным критерием надежности и долговечности корпусной судостроительной стали. Для их определения требуется применение современных методик металловедческого анализа. Целью исследований явилось выявление закономерностей влияния легирования, углеродного эквивалента, микроструктуры и технологии производства на результаты испытания изгибом низколегированных судостроительных сталей марок А32, D32, Е32. Производство стали, прокатку, термическую обработку, механические испытания и металлографические исследования низколегированных марок судостроительной стали проводили в условиях Алчевского металлургического комбината. В результате исследований дана количественная оценка микроструктуры листов из стали D32 с удовлетворительными и неудовлетворительными результатами испытаний на изгиб. Установлено, что наибольшее отрицательное влияние на результаты испытания изгибом как в горячекатаном, так и в нормализованном состоянии оказывают строчечные оксиды. Листы с неудовлетворительными результатами испытания на изгиб отличаются от выдержавших испытание более высокими значениями баллов полосчатости, особенно перлита, а в нормализованном состоянии-большим баллом видманштеттовой структуры. Листы, не выдержавшие испытания, имеют предел текучести на 5-25 МПа и временное сопротивление на 14-39 МПа выше, а относительное удлинение на 1,2-4,8 % ниже. Для стабильного выхода годного по испытанию на изгиб в пределах 98-100 % необходимо, чтобы уровень относительного удлинения был не ниже 30 %. Целесообразно все листы толщиной 10-20 мм из плавок с углеродным эквивалентом более 0,54 % подвергать обязательной нормализации. Дальнейшее увеличение выхода годных листов может быть достигнуто путем снижения массовой доли фосфора и повышения общей чистоты стали прежде всего за счет уменьшения оксидных включений. Ключевые слова: судостроительная сталь, низколегированная сталь, испытание на изгиб, механические свойства, точечные оксиды, углеродный эквивалент, видманштеттова структура, нормализация. Ссылка для цитирования. Рябичева Л.А., Великоцкий Р.Е. Исследование зависимости между микроструктурой и химическим составом стали марок А32, D32, Е32 при испытании на изгиб // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации.

Rating of the limiting state of 20K steel under low-cycle loading using the using the method of LM-hardness

International Scientific and Technical conference "The Progressive Technics, Technology and Engineering Education", 2021

In the express diagnostics of the condition of the material of the elements of the structures in operation and the materials for the manufacture of the responsible elements of the equipment, it is necessary to take into account the current damage. At the same time, non-destructive methods of control are more relevant, which allow to assess the level of scattered damage in the material and the degree of degradation of its structure of the metal. Another important factor in controlling the current state of the material is the assessment of the residual life of the structural element under operating loads. This paper presents the results of research on the application of the non-destructive method of LM-hardness in assessing the characteristics of the limiting state of the material of real structural elements operating under low-cycle load.