Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ผลของรอบการเชื่อมต่อความแกร่งและความแข็งที่บริเวณกระทบร้อนของเหล็กกล้า ASTM A 572 เกรด 50

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effect of weld thermal cycles on toughness and hardness in the heat-affected zone of ASTM A 572 grade 50 steel

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

กอบบุญ หล่อทองคำ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.1260

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของรอบการเชื่อม (Weld thermal cycle) ประกอบด้วยอุณหภูมิสูงสุดของรอบการเชื่อมและเวลาการเย็นตัวต่อความแกร่งและความแข็งบริเวณกระทบร้อนของเหล็กกล้าธาตุผสมปริมาณน้อยมาก ASTM A 572 เกรด 50 ด้วยวิธีจำลองการเชื่อม โดยแบ่งเป็น 3 การทดลอง ย่อยคือ การทดลองแรกศึกษาผลของรอบการเชื่อมเดี่ยว โดยให้ความร้อนแก่ชิ้นงานไปที่อุณหภูมิ 700, 800, 1000, 1100, 1300 และ 1350℃ แล้วทำให้เย็นด้วยเวลาการเย็นตัวระหว่าง 800 และ 500℃ (∆t8/5) เท่ากับ 10 | 20 | 40 และ 80 วินาที การทดลองที่สองศึกษาผลของรอบการเชื่อมคู่โดยรอบการเชื่อมทั้งสองมีอุณหภูมิสูงสุดเป็น 700, 800, 900, 1000, 1100, 1300 และ 1350℃ และ ∆t8/5เท่ากับ 20 วินาที การทดลองที่สามศึกษาผลของรอบการเชื่อมหลายรอบ โดยให้ความร้อนแก่ชิ้นงานด้วยอุณหภูมิสูงสุดของรอบแรกเป็น 1100,1300 และ 1350℃ ทำให้เย็นตัวด้วย ∆t8/5เท่ากับ 20 และ 80 วินาที แล้วให้ความร้อนซํ้าโดยมีอุณหภูมิสูงสุดตํ่ากว่ารอบแรก ทำจนรอบการเชื่อมสุดท้ายมีอุณหภูมิสูงสุด 700℃ จำนวนรอบการเชื่อม 4 - 6 รอบ จากนั้นทดสอบความแกร่งตามมาตรฐาน ASTM E23-96 และความแข็ง พร้อมทั้งตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค ผลการทดลองพบว่ารอบการเชื่อมเดี่ยวความแกร่งมีค่าสูงเมื่อ ∆t8/5เท่ากับ 40 วินาที ได้โครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่เป็น AF (Acicular ferrite) อยู่ภายในเกรน แต่ความแข็งมีค่าสูงเมื่อ ∆t8/5 น้อยกว่า 20 วินาที ได้โครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่เป็น FS (Ferrite with aligned secondary phases) และเปลี่ยนเป็น GF (Grain boundary ferrite ) เกรนโตที่มีความแกร่งตํ่าเมื่อ ∆t8/5 เท่ากับ 80 วินาที ลำหรับรอบการเชื่อมคู่เมื่ออุณหภูมิสูงสุดของรอบการเชื่อมที่ลอง (Tp2) เท่ากับ 700℃ ช่วยปรับปรุงความแกร่งได้ดีที่สุดเพราะโครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่เป็น AF อยู่ภายในเกรน ส่วนความแข็งเพิ่มตามค่า Tp2 ได้โครงสร้างจุลภาคส่วนใหญ่เป็น FS สำหรับรอบการเชื่อมหลายรอบพบว่าจำนวนรอบการเชื่อมเพิ่มชิ้นช่วยปรับปรุงความแกร่งโดยที่ความแข็งลดลงเล็กน้อย เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคเป็นเฟอร์ไรท์เพิร์ลไลท์เกรนละเอียด

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Effect of weld thermal cycles on toughness and hardness เท the heat - affected zone of ASTM A 572 grade 50 steel were simulated with three experiments. The first experiment studied the effect of single weld thermal cycle with peak temperatures (Tp) of 700, 800, 1000, 1100, 1300 and 1350℃ and cooling times between 800 and 500℃ (∆t8/5) of 10, 20, 40 and 80 seconds. The second experiment studied effect of the double weld thermal cycles with the first and second peak temperatures (Tp,&Tp2) of 700, 800, 900, 1000,1100 and 1350℃ and ∆t8/5(1) equal ∆t8/5(2) to 20 seconds. The third experiment studied the effect of the multi - weld thermal cycles by heating specimens to temperatures of 1100, 1300 and 1350℃ | cooling and reheating to the peak temperature lower than Tp, until the last cycle reached to peak temperature of 700℃ The cooling time (∆t8/5) are 20, 80 seconds. The total cycles were between 4 to 6 cycles. Toughness, hardness and microstructure of the simulated samples were studied. For the single weld thermal cycle, the high toughness was observed when ∆t8/5 are 40 seconds and the major microstructure is AF (Acicular ferrite) .But the high hardness when ∆t8/5 are less than 20 seconds, the major microstructure is the fine ferrite with aligned secondary phases (FS) and changes to coarse grain boundary ferrite (GF) which low toughness when long cooling time (∆t8/5 is 80 seconds). For the double weld thermal cycles, when Tp2 is 700℃ the toughness was improved and the major microstructure is AF. The hardness increased with increasing Tp2 and the major microstructure is FS. For the multi - weld thermal cycles, the more cycles were simulated, the more toughness, but hardness decreased slightly, the microstructure consist of fine ferrite and pearlite

Link to Full Text

Share

COinS