Effect of Filler Metals on Creep Properties of 2.25Cr-1Mo Steel Weld Joints Prepared by GTAW Process

This research aims at comparing creep properties at elevated temperatures obtained on welding 2.25Cr-1Mo steel using gas tungsten arc welding (GTAW) with ER90S-G and ERNiCrMo-3 filler metals. The high temperature accelerated creep rupture test of 2.25Cr-1Mo welded samples was investigated over 139 to 315 MPa stress range at temperatures of 550 °C, 600 °C, and 650 °C. The samples were preheated at 250 °C for 0.5 hours and post-weld heat-treated at 690 °C for 1 hour. The results showed that the accelerated creep rupture lives of lower applied stress specimens were much longer than those of higher applied stress, when both welded materials were tested under same temperature conditions. The service lifetime of the welded materials can be predicted using the extrapolation of the Larson-Miller parameter. Creep surface fractures were investigated using SEM fractography that indicated the weldment fracture modes consisted of dimple ruptures and micro-voids coalescence in the fibrous matrix of the intercritical region of HAZ. Similar high-temperature creeps service lives were found in both welded materials

The Influence of Parameters Affecting Mechanical Properties and Microstructures of Semi-Solid-Metal 7075 Aluminum Alloy by Using Friction Stir Spot Welding

This research aims to study the influence of parameters that affect the mechanical properties of semi-solid-metal 7075 aluminum alloy with friction stir spot welding process. The parameters fort this experiment such as rotation welding speed at 380, 760, 1240 and 2500 rpm and rotation welding time at 60, 90 and 120 seconds were employed respectively. The study found that the welded specimens at all the conditions can be welded very well. Moreover, friction stir spot welding process showed that the hardness in weld zone had an average value at 79.83 HV which is lower than the hardness of the base metal. The shear tensile strength of the welded specimens had the average value approximately 194.20 MPa at rotation welding speed of 1240 rpm, rotation welding time of 120 seconds and plunge of depth of 2 millimetres. The microstructure in the weld zone and thermal mechanical affected zone were deformed permanently. Therefore, friction stir spot welding process of this aluminum alloy provided good effects on mechanical properties. Statistical analysis showed that the coefficient of determination R-square was equal to 93.50 percent. This means that the variations of the experiments were controllable, such as equipment or other factors in the experiment. For the remaining, only 6.50 percent was uncontrolled factors

Degradation of joints in ODS ferritic stainless steels

EThOS - Electronic Theses Online ServiceGBUnited Kingdo

ผลของการให้ความร้อนหลังการเชื่อมต่อความเหนียวบากของบริเวณกระทบร้อนในวัสดุเหล็กกล้า 3.5% โครเมียมEffect of Postweld Heat Treatment on Impact Toughness at Heat Affected Zone of 3.5% Chromium Stee

บทคัดย่อวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ เพื่อศึกษาผลการให้ความร้อนหลังการเชื่อมที่มีต่อความเหนียวบากที่อุณหภูมิต่างๆ ในบริเวณกระทบร้อนของชิ้นงานเชื่อมเหล็กกล้า 3.5% โครเมียมที่ใช้กระบวนการเชื่อมทิกและทำการเชื่อมด้วยลวดเชื่อมเหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบดีนัมเกรด AWS ER90S-B3 โดยแบ่งออกเป็นชิ้นงานที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมและผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมที่อุณหภูมิ 690๐C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากผลการศึกษาพบว่า บริเวณเนื้อโลหะเชื่อมและบริเวณกระทบร้อนที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมประกอบด้วยโครงสร้างเบนไนท์และมาเทนไซท์ตามลำดับ และเมื่อทำการให้ความร้อนหลังการเชื่อมพบว่า บริเวณดังกล่าวเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไปเป็นเฟอร์ไรท์และเทมเปอร์มาเทนไซท์ตามลำดับ ซึ่งมีค่าความแข็งลดลง โดยเมื่อทำการทดสอบแรงกระแทกในบริเวณกระทบร้อนพบว่า เมื่ออุณหภูมิการทดสอบแรงกระแทกลดลง (จากอุณหภูมิห้อง    (25๐C) ถึง -80๐C) ชิ้นงานเชื่อมมีค่าการดูดซับพลังงานลดลง (เช่น จาก 104 จูลล์ เหลือ 6 จูลล์ ในกรณีของชิ้นงานที่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อม) แสดงถึงการที่ชิ้นงานเชื่อมมีสมบัติความเหนียวบากลดลง โดยบริเวณกระทบร้อนที่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมมีค่าความแข็งลดลงและมีค่าความเหนียวบากที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับชิ้นงานที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อม เนื่องจากเกิดโครงสร้างเทมเปอร์มาเทนไซท์แทนที่โครงสร้างมาเทนไซท์     อันเป็นผลมาจากการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลจากการให้ความร้อนหลังการเชื่อมAbstractThe purpose of this investigation is to study the effect of postweld heat treatment (PWHT) on impact toughness with various temperatures at heat affected zone (HAZ) of 3.5%Cr steel by gas tungsten arc welding (GTAW) process with AWS ER90S-B3 Cr-Mo steel filler metal. The tested samples are divided into two conditions; No PWHT and PWHT at 690๐C for 1 hour. The results indicated that the microstructure of the weld metal and HAZ of No PWHT samples contained bainite and martensite, respectively. However, those of PWHT specimens transformed to ferrite and tempered martensite with lower hardness. From charpy impact test at HAZ regions, the lower the tested temperature (from 25๐C to -80๐C), the lower the impact energy of the HAZ (such as from 104 joules to 6 joules in case of the PWHT samples), which meant the impact toughness of HAZ decreased.The HAZ of the PWHT specimen exhibited lower hardness and better impact toughness compared to the No PWHT sample. This is due to this region contained tempered martensite instead of martensite structure resulting from the improvement of metallurgical and mechanical properties of the weldment from postweld heat treatment

The Comparison of Welding Polarities on Microstructures and Wear Behaviour of Hardfacing Metal Using Submerged Arc Welding with Added Metal Powder

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบชนิดของขั้วกระแสเชื่อมระหว่างกระแสตรงขั้วบวก (DCEP) กับกระแสสลับ (AC) ที่ส่งผลต่อสมบัติทางโลหวิทยาและสมบัติทางกลของโลหะพอกแข็งชนิดมาร์เทนไซต์ที่เชื่อมลงบนเหล็กกล้าผสมโครเมียมต่ำ สภาวะการเชื่อมแบ่งเป็นการเชื่อมโลหะพอกแข็ง 1 ชั้นและ 3 ชั้นด้วยกระแส DCEP และกระแส AC ซึ่งเชื่อมด้วยกรรมวิธีการเชื่อมอาร์กใต้ฟลักซ์ที่มีการเติมผงโลหะ จากนั้นทำการศึกษาส่วนผสมทางเคมี โครงสร้างมหภาค และโครงสร้างจุลภาคของโลหะพอกแข็ง การทดสอบความแข็งและการสึกหรอถูกใช้สำหรับการตรวจสอบสมบัติทางกลของโลหะพอกแข็ง นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบลักษณะผิวที่สึกหรอของโลหะพอกแข็งด้วยเช่นกัน ผลการศึกษาพบว่าโลหะพอกแข็งของการเชื่อมด้วยกระแส AC มีความหนามากกว่าการเชื่อมด้วยกระแส DCEP โครงสร้างจุลภาคของทุกสภาวะการเชื่อมประกอบด้วยโครงสร้างมาร์เทนไซต์และออสเทนไนต์ ผิวที่เกิดการสึกหรอส่วนใหญ่เป็นการสึกหรอแบบการตัดและการไถ การเชื่อมพอกแข็งด้วยกระแส AC เกิดการเจือจางน้อยกว่าการเชื่อมด้วยกระแส DCEP ทำให้โลหะพอกแข็งของการเชื่อมด้วยกระแส AC มีเฟสมาร์เทนไซต์มากกว่า ส่งผลให้ความแข็งและความต้านการสึกหรอมีมากกว่า ดังนั้นการเชื่อมพอกแข็งด้วยกระแส AC จึงเหมาะสมกว่าการเชื่อมด้วยกระแส DCEPThe objective of this research is to compare the types of welding polarities between direct current electrode positive (DCEP) and alternating current (AC) that affect the metallurgical and mechanical properties of martensitic weld deposits onto a low chromium alloy steel. The welding conditions can be divided into 1 layer and 3 layers using DCEP and AC welded by submerge arc welding with metal powder addition. Then, the chemical composition, macrostructure, and microstructure of the deposited layers were studied. Hardness and wear testing for mechanical properties and worn surface characteristics of the hardfaced deposits were examined as well. The results showed that the deposited layer using AC polarity was thicker than that using DECP polarity. The microstructure of the deposited layer for all welding conditions consisted of martensite and austenite. The worn mechanisms of the hardfaced surfaces were mainly cutting and plowing. Hardfacing with AC polarity led to less dilution than that with DCEP polarity. As a result, the deposited microstructure using AC polarity contained higher martensite phase resulting in higher hardness and wear resistance. Therefore, AC polarity is more suitable for hardfacing application than DCEP polarity.

Microstructural and mechanical properties of welded SSM356-T6 and SSM7075-T6 aluminum semi-solid sheets by friction stir welding

Friction Stir Welding (FSW) was the welding process applied in this research to join different grades of aluminum alloy sheets Semi-Solid Metal (SSM) 356-T6 and 7075-T6. The test pieces have dimensions of 50 mm × 100 mm × 4 mm. The effect of tool rotational speed on metallurgy, and mechanical properties of welding was investigated. Dissimilar butt joints were produced by using cylindrical pin with conditions of different tool rotation speed (710, 1,000 and 1,400 rpm) and welding speed (80, 112 and 160 mm/min). The welding microstructures showed three different areas including base metal, stir zone and thermo mechanical affected zone, which were directly affected by the rotation speed of tool. The butt joint rotation speeds 1,000 rpm provided the average maximum tensile strength 246.33 MPa. Rotational speed allowed material flow from the from to the rear of the tool. The heat generated from friction lead to microstructural change and promote good mix and adhesion of both materials

ผลกระทบของพารามิเตอร์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนต่อความแข็งแรงดึงของรอยต่อชนอะลูมิเนียมผสมหล่อกึ่งของแข็งเกรด 2024Influence of Friction Stir Welding Parameters on Tensile Strength of Semi-solid Cast 2024 Aluminum Alloy Butt Joints

การเชื่อมเสียดทานแบบกวนเป็นการเชื่อมแบบไม่หลอมละลายซึ่งให้คุณภาพรอยเชื่อมที่ดี โดยเฉพาะสำหรับวัสดุที่เชื่อมได้ยากด้วยวิธีหลอมละลาย อย่างไรก็ตาม ในการเชื่อมเสียดทานแบบกวนนั้นจำเป็นต้องตั้งพารามิเตอร์การเชื่อมให้เหมาะสมเพื่อให้ได้รอยเชื่อมที่ดี ประกอบกับการศึกษาเรื่องการเชื่อมวัสดุอะลูมิเนียมผสมหล่อกึ่งของแข็งยังมีจำนวนน้อย งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์การเชื่อมเสียดทานแบบกวนตอ่ โครงสร้างจุลภาค และความแข็งแรงดึงของแนวเชื่อมต่อชนวัสดุอะลูมิเนียมผสมหล่อกึ่งของแข็ง 2024 ด้วยเทคนิคออกแบบการทดลองแบบแฟกทอเรียลเต็มจำนวนโดยกำหนดปัจจัยในการทดลอง 3 ปัจจัย ได้แก่ ความเร็วรอบในการหมุนกวนที่ 530 และ 790 รอบต่อนาที ความเร็วเดินเชื่อมที่ 22 และ 36 มิลลิเมตรต่อนาที และรูปทรงของหัวกวน แบบทรงกรวย ทรงกระบอกเรียบ และทรงกระบอกเกลียวผลการทดลองพบว่า ผลกระทบหลักที่ส่งผลต่อค่าความแข็งแรงดึงมากที่สุด คือ ความเร็วรอบในการหมุนกวน และรูปทรงของหัวกวนตามลำดับ ที่ระดับนัยสำคัญ 95% ในขณะที่ความเร็วเดินเชื่อมในช่วงระดับปัจจัยที่ศึกษาไม่ส่งผลต่อความแข็งแรงดึงอย่างมีนัยสำคัญ โดยรูปทรงของหัวกวนแบบทรงกระบอกเรียบ ความเร็วรอบในการหมุนกวน 530 รอบต่อนาที และความเร็วเดินเชื่อม 36 มิลลิเมตรต่อนาที ให้ค่าเฉลี่ยความแข็งแรงดึงสูงสุด 212 เมกะปาสคาล คิดเป็นความแข็งแรงดึงของงานเชื่อมต่อเนื้อวัสดุเดิมเท่ากับ 99%Friction stir welding is one of solid state welding techniques which provide good weld joint compared with fusion welding techniques, especially for difficult-to-fusion welded materials. However, appropriate welding parameters were necessary to achieve good weld joints with friction stir welding. Moreover, there are a few reports on welding of semi-solid aluminum. The aims of this study are to investigate the influence of friction stir welding parameters on the microstructure and tensile strength of friction stir welding of butt joints between Semi-solid cast aluminum alloy 2024. A full factorial design technique was employed with 3 parameters, consisting of the rotation speed, welding speed and shape of stir head (cone, cylindrical and thread). Based on statistical results, it was found that the rotational speed and the shape of stir head parameters had an influence on microstructure and tensile strength of a welded joint, while welding speed was not a significant parameter at the 95% significance level. It was indicated that a cylindrical stir head at a rotational speed of 790 rpm and 36 mm/min welding speed yielded the highest tensile strength of 212 MPa, accounting for 99% of based material tensile strength