Academic Journal
STRUCTURAL TRANSFORMATIONS IN THE HEAT-AFFECTED ZONE OF WELDED JOINTS IN PIPE STEEL
| Τίτλος: | STRUCTURAL TRANSFORMATIONS IN THE HEAT-AFFECTED ZONE OF WELDED JOINTS IN PIPE STEEL |
|---|---|
| Πηγή: | Наука та виробництво; № 29 (2025): Наука та виробництво ; 8-13 |
| Στοιχεία εκδότη: | ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», 2025. |
| Έτος έκδοσης: | 2025 |
| Θεματικοί όροι: | сталь 13Г1СУ, зварювання, зона термічного впливу, мікроструктура, бейніт, мартенсит, ферит, швидкість охолодження, твердість, 13G1SU steel, welding, heat-affected zone, microstructure, bainite, martensite, ferrite, cooling rate, hardness |
| Περιγραφή: | У статті досліджено характер структурних перетворень у зоні термічного впливу (ЗТВ) зварних з’єднань трубної сталі 13Г1СУ, що виникають при різних швидкостях охолодження в умовах імітації зварювального термічного циклу. Сталь 13Г1СУ відноситься до низьколегованих конструкційних сталей підвищеної міцності, які широко застосовуються в енергетичній, будівельній і трубопровідній галузях, зокрема у виготовленні магістральних трубопроводів, резервуарів високого тиску та зварних конструкцій, що експлуатуються в умовах низьких температур. Надійність таких зварних з’єднань суттєво залежить від структури та властивостей ЗТВ, яка формується внаслідок нагріву й подальшого охолодження під час зварювання.Проведено комплекс дилатометричних та мікроструктурних досліджень у діапазоні швидкостей охолодження від 100 до 0,3 ºС/с. Встановлено, що в залежності від термокінетичних умов у ЗТВ формується мартенситно-бейнітна, бейнітна, ферито-бейнітна структура або суміші з різним співвідношенням фаз. При високих швидкостях охолодження (100 ºС/с) переважає тверда змішана бейнітно-мартенситна структура з високою твердістю (до 358 HV), яка характеризується підвищеною схильністю до холодних тріщин. Із зменшенням швидкості охолодження зменшується вміст мартенситу, зростає частка бейніту та полігонального фериту, що сприяє зниженню твердості й підвищенню пластичності ЗТВ.На основі отриманих результатів встановлено ділянки температур і відповідні швидкості охолодження, при яких формуються структурні стани з оптимальними механічними характеристиками. Визначено безпечні режими охолодження для зварювання сталі 13Г1СУ, за яких мінімізується ризик утворення твердих та крихких фаз у ЗТВ. Отримані результати є основою для подальшої оптимізації зварювальних технологій та підвищення надійності зварних з’єднань у відповідальних конструкціях. The study investigates the nature of structural transformations in the heat-affected zone (HAZ) of welded joints in 13G1SU pipe steel under different cooling rates simulated by welding thermal cycles. 13G1SU steel is a low-alloy high-strength structural steel widely used in the energy, construction, and pipeline industries, particularly in the production of main pipelines, high-pressure vessels, and welded structures operating under low-temperature conditions.The reliability of such welded joints is significantly influenced by the microstructure and properties of the HAZ, which are formed as a result of heating and subsequent cooling during welding.A comprehensive dilatometric and microstructural analysis was performed in the cooling rate range of 100 to 0.3 °C/s. It was established that depending on the thermokinetic conditions, the HAZ microstructure may consist of martensitic-bainitic, bainitic, ferritic-bainitic structures, or mixtures with various phase ratios. At high cooling rates (100 °C/s), a hard bainitic-martensitic mixed structure dominates, reaching hardness values up to 358 HV and demonstrating increased susceptibility to cold cracking. As the cooling rate decreases, the martensite content decreases while the proportion of bainite and polygonal ferrite increases, resulting in reduced hardness and enhanced ductility of the HAZ.Based on the obtained results, temperature ranges and corresponding cooling rates were identified at which structural states with optimal mechanical properties are formed. Safe cooling regimes for welding 13G1SU steel were determined, which minimize the risk of forming hard and brittle phases in the HAZ. The results provide a foundation for further optimization of welding technologies and improvement of welded joint reliability in critical applications. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | Ukrainian |
| ISSN: | 2522-9990 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://sap.pstu.edu/article/view/330202 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.scientific.p..4a6a5ac70da8eae0a2b7117563eac7d9 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 25229990 |
|---|