Vlastnosti materiálu Cr/Ni oceli spojeného s titanem výbuchem

Dmytro Ostroushko

Disertační práce

The Material Properties of Cr / Ni Steel Join with Titanium by Explosion

Anotace:

Práce se zabývá vybranými vlastnostmi bimetalu Ti + Cr/Ni ocel a některými vlastnostmi bimetalu Ti + MnC ocel svářených výbuchem. V dodaném stavu a po následném tepelném zpracování (600°C/1,5h/vzduch). U bimetalu Ti + Cr/Ni ocel jsou hodnocené metalografické parametry jako například délka vlny, amplitudy, tloušťka adiabatických pásů, velikosti zrna atd., opět po obou tepelných režimech zpracování. Byly provedené tahové zkoušky KCV a měření mikrotvrdosti přes oblast svárů u obou bimetalů. Únavové vlastnosti (tah, tlak) ve sváru po obou tepelných zpracování a po vodíkování prokázali příznivý vliv tepelného zpracování a negativní dopad vodíkování (prahová hodnota se snížila z 70MPa na 40MPa) lomy byly realizované přednostně v oblasti spoje. Tepelné zpracování na vodíkově indikovaném praskání mělo obdobný efekt, i když tato statická zkouška vyhovovala požadavku NACE TM0284-2011. Trhliny se v daném případě šířily pouze v intermetalické oblasti. Analýza fází v této oblasti byla provedena pomocí SEM (EDX) a EBSD a také pomocí synchrotronu. Poslední dvě techniky prokázaly pouze přítomnost fáze Fe2Ti. Tepelné zpracování u bimetalu Ti + MnC ocel vedlo ke zhoršení výsledků únavových zkoušek (tříbodový ohyb) a celkovému nárůstu zpevnění. Bimetal Ti + Cr/Ni ocel je používán především v těžké chemii a energetice.

Abstract:

Presented paper is focused to chosen properties of Ti + Cr/Ni bimetal and some properties of Ti + MnC one welded by explosion after welding and heat treatment (HT, 600°C/1.5h/air) and after followed HT 600°C/1.5h/air. In case of Ti + Cr/Ni bimetal, metallographic parameters were evaluated, e.g. grain size, wave length, amplitude etc. again after the both HT. Tensile tests and Charpy tests were carried out and also micro-hardness evaluation through welds of both bimetals. In welds of Ti + Cr/Ni bimetal after both HT and also after hydrogen charging, fatigue properties proofed favourable influence of the HT and negative hydrogen impact on threshold level (decrease from 70 MPa to 40 MPa). Fracture was predominantly realised in area of joint. The HT on hydrogen induced cracking (HIC) showed similar effect, even when this static test complied with NACE Standard TM0284-2011. In given case cracks were only propagated in intermetallic area. Phase analysis in this area was carried out by SEM EDX, EBSD and also using synchrotron. The last two mentioned techniques proved presence of Fe2Ti only. The HT of the Ti + MnC bimetal led to the worse results of fatigue properties in three point bent and total strengthening increase including micro-hardness. Bimetal Ti + Cr/Ni is preferentially used in heavy chemistry and in energetic.

Klíčová slova

bimetal Ti + Cr/Ni ocel, tepelné zpracování, fáze Fe2Ti.

Keywords

Ti + Cr/Ni bimetal, heat treatment, Fe2Ti phase.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 9. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 11. 2014
• Vedoucí: Eva Mazancová
• Oponent: Michal Besterci, Adam Nieslony, Ladislav Kander

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Doktorský studijní program:
Materiálové vědy a inženýrství