مدل سازی دگرگونی تجزیه آستنیت در منطقه متاثر از حرارت جوش دو فولاد خط لوله X65 و X70

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

غلامرضا خلج ¹ (استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران)

تاريخ الإرسال : 23 الأحد , صفر, 1439 تاريخ التأكيد : 27 الأحد , محرم, 1440 تاريخ الإصدار : 13 الأحد , محرم, 1440

الکلمات المفتاحية: دیلاتومتری, فولاد میکروآلیاژی, منطقه متاثر حرارتی, آستنیت,

ملخص المقالة :

در این پژوهش شبیه‌سازی منطقه متاثر حرارتی جوشکاری ، بر مبنای شرایط عملی جوشکاری زیرپودری چهار سیمه در دو فولاد میکروآلیاژی X65 و X70، صورت گرفت. در ابتدا تحلیل چرخه‌های حرارتی منطقه متاثر حرارتی صورت گرفت. با اعمال چرخه های حرارتی گرم و سرد کردن تا دماهای قله 950، 1150 و °C1350، در دستگاه دیلاتومتری، رفتار دگرگونی و ساختار میکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفت. با افرایش دمای قله در دگرگونی، با وجود ثابت بودن سرعت سرد کردن (°C/s 23) در محدوده 800 تا°C 500، دماهای شروع و پایان دگرگونی به تاخیر می‌افتند و ساختارهای برشی جایگزین ساختارهای چندوجهی می‌گردد. علت این امر، درشت شدن دانه آستنیت و انحلال رسوبات کاربید نایوبیم و اثر تاخیری نایوبیم محلول در آستنیت است. اندازه بسته‌های برشی و اندازه دانه آستنیت اولیه نیز به طور محسوسی بزرگتر می‌شوند. با تحلیل نتایج دیلاتومتری، دیاگرام سرد کردن پیوسته و نیز سینتیک تجزیه آستنیت بررسی شد. مدل سازی تجزیه آستنیت با استفاده از معادله کلاسیک JMAK صورت گرفت. مشاهده شد که پارامتر n وابستگی زیادی به دما ندارد؛ در حالی که پارامتر k به شدت به دما، مقدار دگرگونی و اندازه دانه آستنیت وابسته است. نتایج مدل سازی دگرگونی‌های فازی با استفاده از معادله JMAK توافق خوبی با نتایج دیلاتومتری داشت.

المصادر:

References: 1- T. Gladman, The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels, The Institute of Materials, London, 2002.
2- B. Verlinden, J. Driver, I. Samajdar, R. D. Doherty, Thermo-Mechanical Processing of Metallic Materials, Elsevier, UK, 2007.
3- Y. Weng, Dong H., Gan Y. (editors), Advanced Steels The Recent Scenario in Steel Science and Technology, Springer-Verlag, Berlinm, 2011.
4- W. Sha, Steels: From Materials Science to Structural Engineering, Springer-Verlag, London, 2013.
5- K.E. Eaterling, Introduction to the Physical Metallurgy of Welding, Butterworth-Heinemann Ltd, Oxford, 1992.
6- K. Poorhaydari, B. M. Patchett, and D. G. Ivey, "Estimation of Cooling Rate in the Welding of Plates with Intermediate Thickness", Welding Journal, vol. 84, pp. 149S-155S, 2005.
7- D.P. Dunne, "Review: Interaction of precipitation with recrystallisation and phase transformation in low alloy steels", Materials Science and Technology, vol. 26, pp. 410-420, 2010.
8- P.R. Rios, "Relationship between non-isothermal transformation curves and isothermal and non-isothermal kinetics",
X و 70 X 136 مدلسازی دگرگونی تجزیه آستنیت در منطقهی متاثر از حرارت جوش دو فولاد خط لوله 65
Acta Materialia, vol. 53, pp. 4893-4901, 2005.
9- L.M. Fu, H.R. Wang, W. Wang, A.D. Shan, "Austenite grain growth prediction coupling with drag and pinning effects in low carbon Nb microalloyed steels", Materials Science and Technology, vol. 27, pp. 996-1001, 2011.
10- M. Shome, D.S. Sarma, O.P. Gupta, O.N. Mohanty, "Precipitate dissolution and grain growth in the heat affected zone of HSLA-100 steel", ISIJ International, vol. 43, pp. 1431-1437, 2003.
11- Sanjeev Kumar, S.K. Nath, Vinod Kumar, "Continuous cooling transformation behavior in the weld coarse grained heat affected zone and mechanical properties of Nb-microalloyed and HY85 steels", Materials & Design, vol. 90, pp. 177-184, 2016.
12- Yu Gu, Peng Tian, Xu Wang, Xiu-lin Han, Bo Liao, Fu-ren Xiao, "Non-isothermal prior austenite grain growth of a high-Nb X100 pipeline steel during a simulated welding heat cycle process", Materials & Design, vol. 89, pp. 589-596, 2016.
13- V.V. Natarajan, S. Liu, V.S.A. Challa, R.D.K. Misra, D.M. Sidorenko, M.D. Mulholland, M. Manohar, J.E. Hartmann, "Processing-structure-mechanical property relationship in Ti-Nb microalloyed steel: Continuous cooling versus interrupted cooling", Materials Science and Engineering: A, vol. 671, pp. 254-263, 2016.
14- F.L.G. Oliveira, M.S. Andrade, A.B. Cota, "Kinetics of austenite formation during continuous heating in a low carbon steel", Materials Characterization, vol. 58, pp. 256-261, 2007.
15- K. Banerjee, M. Militzer, M. Perez, X. Wang, "Nonisothermal austenite grain growth kinetics in a microalloyed x80 linepipe steel", Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, vol. 41, pp. 3161-3172, 2010.
16- M. Maalekian, R. Radis, M. Militzer, A. Moreau, W.J. Poole, "In situ measurement and modelling of austenite grain growth in a Ti/Nb microalloyed steel", Acta Materialia, vol. 60, pp.1015–1026, 2012.
17- T. Garcin, M. Militzer, W. J. Poole, L. Collins, "Microstructure model for the heat-affected zone of X80 linepipe steel", Materials Science and Technology, vol. 32, pp. 708-721, 2016.
18- J. Moon, S. Kim, H. Jeong, J. Lee, C. Lee, "Influence of Nb addition on the particle coarsening and microstructure evolution in a Ti-containing steel weld HAZ", Materials Science and Engineering A,vol. 454-455 , pp. 648-653, 2007.
19- Y.Q. Zhang, H.Q. Zhang, J.F. Li, W.M. LIU, "Effect of Heat Input on Microstructure and Toughness of Coarse Grain Heat Affected Zone in Nb Microalloyed HSLA Steels", Journal of Iron and Steel Research International, vol. 16 (5) , pp. 73-80, 2009.
20- G. Khalaj, H. Yoozbashizadeh, A. Khodabandeh, M. Tamizifar, "Austenite grain growth modelling in weld heat affected zone of Nb/Ti microalloyed linepipe steel", Materials Science and Technology (United Kingdom), vol. 30, pp. 424- 433, 2014.
21- Q. Sha, Z. Sun, "Grain growth behavior of coarse-grained austenite in a Nb-V-Ti microalloyed steel", Materials Science and Engineering A, vol. 523, pp. 77-84, 2009.

_||_