ASSESSMENT OF EFFECT OF MULTI-CYCLE TEMPERATURE EXPOSURE ON CHEMICAL PROPERTIES OF METAL WELDED JOINT
WJUHQX
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.03.026Keywords:
12Х18Н10Т, ЦЛ-1, ЦТ-15, ОЗЛ-8, диаграмма Шефлера, Cr, Nb, Ti, Crэкв, NiэквAbstract
The purpose of this work is to investigate the influence of factors in welding, performed sequentially with several electrodes of different grades, on the chemical composition of the welded metal. The study was carried out on high-alloyed steel of austenitic class of 12Х18Н10Т grade. Theoretical calculations of thermal power and temperature fields were carried out in Ansys programme, as well as temperature measurements at the places of cladding and heat affected zone. At the stages of overlaying subsequent layers, the temperature of the root layer did not exceed 727-773 0C. The chemical composition and structure of the clad metal were investigated layer by layer by scanning electron microscope JEOL JSM-6510A with an analytical unit: the amount of chromium on average 18 %, nickel 9 %. The method of element-by-element mapping revealed chemical heterogeneity in the weld zone with the size of 0.1 mm. The Sheffler diagram revealed austenitic-ferritic structure of the clad metal. The ratio points on the diagram are at the same level of austenite-ferritic phase not exceeding 6% in the first layer of the weld metal and 9% in the subsequent ones. The method of element-by-element mapping revealed chemical heterogeneity in the weld zone of 0.1 mm. The Shefler diagram reveals the austenitic-ferritic structure of the welded metal. The ratio points on the diagram are in the same level of austenitic-ferritic phase not exceeding 6% in the first layer of the clad metal and 9% in the subsequent ones. However, when determining the percentage content of ferritic phase in the samples using a ferritometer, the content of ferritic phase ranges from 0.43 to 3.5 % in the successive layers. Tests for resistance to intergranular corrosion were carried out according to the ‘AMU’ method in a boiling aqueous solution of sulphuric acid copper (CuSO4-5H2O) and sulphuric acid (H2SO4) in the presence of metallic copper (chips). The results obtained confirmed the resistance to intergranular corrosion. It is suggested to continue the evaluation of cyclic temperature effect at successive overlaying of the weld with different chemical composition of the electrode metal.
References
Медовар Б. И. Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1966. 430 с.
Пояркова, Е. В. Влияние высокотемпературного нагрева на структуру поверхностных окислов нержавеющей стали / А. В. Яхин // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2016. Т. 21, № 3. С. 1267-1270. – DOI 10.20310/1810-0198-2016-21-3-1267-1270.
Мусин Р.А. Металловедение сварки / Р.А.Мусин, Г.А. Береснев -Пермь: Пермский гос. техн. ун-т, 2000. 108 с.
Рыкалин H. H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951 296 с.
Трякина Н.Ю., Пояркова Е.В. и Грызунов В.И. Анализ деградации структуры и механических свойств хромоникелевой стали 12Х18Н10Т при длительной эксплуатации. Met Sci Heat Treat 51, 419–422 (2009). https://doi.org/10.1007/s11041-010-9184-y
Malhotra D., Shahi A. S. Weld metal composition and aging influence on metallurgical, corrosion and fatigue crack growth behavior of austenitic stainless steel welds // Materials Research Express. - 2019. - Т. 6. - №. 10. С. 106555.
Петров В. П. Свариваемость сталей. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. 66 с.
Кривоносова, Е. А. К проблеме коррозионного разрушения сварных швов / Е. А. Кривоносова, С. Н. Акулова, А. В. Мышкина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. Т. 19, № 3. С. 114-138. – DOI 10.15593/2223-9877/2017.3.07.
Липпольд Д. Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей: [пер. с англ.] / под. ред.Н.А. Соснина, А.М. Левченко. СПб. Изд-во Политехн.ун-та, 2011. 467 с.
Паршуков, Л. И. Исследование сварного шва из стали Х18Н10Т / Л. И. Паршуков // Cовременные технологии: тенденции и перспективы развития: сборник статей II Международной научно-практической конференции, Петрозаводск, 18 ноября 2021 года. Петрозаводcк: Международный центр научного партнерства «Новая Наук, 2021. С. 125-128. – EDN XCYZSE
Кривоносова, Е. А. Влияние типа покрытия электрода на коррозионную стойкость металла шва стали 08Х18Н10Т / Е. А. Кривоносова, Е. А. Синкина, А. И. Горчаков // Сварочное производство. 2012. № 4.С. 38-41. – EDN OWRJEN
Влияние режимов сварки на структуру и свойства металла шва стали 12х18н10т в различных пространственных положениях / Р. А. Мамадалиев, П. В. Бахматов, Н. В. Мартюшев [и др.] // Металлург. 2021. № 11. С. 43-50.
Мамадалиев Р.А. Влияние режимов сварки и различных источников тока на формирование сварного шва стали 12Х18Н10Т / Мамадалиев Р.А., Кусков В.Н., Бахматов П.В., Ильященко Д.П.// Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20. № 4. С. 35-45.
Мамадалиев, Р. А. Распределение легирующих элементов в многопроходных сварных швах хромоникелевой стали / Р. А. Мамадалиев, П. В. Бахматов // Металловедение и термическая обработка металлов.2023. № 5(815). С. 55-60.
Федосеева Е. М., Ольшанская Т. В., Душина А. Ю. Закономерности формирования структуры в механизмах кристаллизации аустенитных сталей (обзор) //Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2023. Т. 25. №. 1. С. 83-97. - DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.09.
Зинченко, С. А. Температура начала интенсивного роста объемной доли δ-феррита при отжиге аустенитной коррозионностойкой стали Св-07Х25Н13 / С. А. Зинченко, А. У. Ибрагимов // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 1(9). С. 100-107. – EDN XXYTPF
Акулов А.И., Алехин В.П., Ермаков С.И. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. М. Машиностроение, 2003. 560 с.
РД ЭО 1.1.2.19.0199-2010 РД ЭО 1.1.2.19.0199-2010 Определение содержания ферритной фазы в наплавленном металле сварочных и наплавочных материалов, основном металле, сварных швах аустенитных нержавеющих сталей и антикоррозионной наплавке оборудования и трубопроводов АС.
Кривоносова Екатерина Александровна Моделирование кинетики образования модифицирующих фаз при сварке и обработке высококонцентрированными источниками энергии // Известия ТулГУ. Технические науки. 2015. №6-2
Трякина Н.Ю., Пояркова Е.В. и Грызунов В.И. Анализ деградации структуры и механических свойств хромоникелевой стали 12Х18Н10Т при длительной эксплуатации. Met Sci Heat Treat 51, 419 - 422 (2009). https://doi.org/10.1007/s11041-010-9184-y
Кривоносова, Е. А. К проблеме коррозионного разрушения сварных швов / Е. А. Кривоносова, С. Н. Акулова, А. В. Мышкина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. Т. 19, № 3. С. 114-138. – DOI 10.15593/2223-9877/2017.3.07.
Рябошук С.В., Ковалев П.В. Анализ причин образования дефектов заготовок из стали 12X18H10T и разработка и рекомендаций по их устранению // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2023. Т. 25, № 1. С. 6–15. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-6-15.
ГОСТ Р. 53686–2009. Сварка. Определение содержания ферритной фазы в металле сварного шва аустенитных и двухфазных ферритоаустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей //М.: Стандартинформ. 2011. Т. 25.
ГОСТ 6032-2017. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии. М.: Стандартинформ, 2017. 36 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Rasul A. Mamadaliev
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
