|
|
Structural analysis of austenitic weld joints
Procházka, Robert ; Foret, Rudolf (referee) ; Havlík, Petr (advisor)
The bachelor thesis deals with structural analysis of austenitic weld joints by using methods of material science. The theoretical part of the thesis summarizes the problematics of welding of high-alloy steels. After the general definition of welding and weldability of high-alloy steels, the thesis focuses on structural adjustments including welding defects during the welding process. Selected methods of fusion welding that were used to create these welds are mentioned in the second half of the theoretical part. The experimental part covers the structural analysis of the welds, which consists of microstructure evaluation, chemical composition analysis, and microhardness test.
|
|
|
Structural stability heterogeneous weldment of carbon/austenitic steels
Havlík, Petr ; Stránský, Karel (referee) ; Foret, Rudolf (advisor)
Heterogeneous welded joints – type ferrite/austenite is inseparable part of structure for energy industry. Welding conditions and post weld heat treatment have a significant impact on the structural stability of welded joint. The structure determines resulting mechanical properties that determine lifetime of these joints. At the same time in microstructure changes in heat affected zone of the base material is diffusion of carbon through the weld interface. This work is focused on the analysis of structural stability of heterogeneous weld carbon/austenitic steel, which was formed carbon steel 22K (base material) and austenitic buttering layer EA 395/9 with a higher content of nickel. Evaluation of the structure was focused on the structure of weld metal (Böhler FOX SAS 2) and structure of the heat affected zone of base material. Metallographic evaluation was performed on the light microscope and scanning electron microscope equipped with the energy and wave dispersive analysis, which identified the contents of substitutional elements and carbon on the interface of carbon/austenitic steel. The results of metallographic analysis were compared with measurements of Vickers hardness and microhardness and calculations using Thermo-Calc software and software SVARY. The description and evaluation of the stability of the weld joints was determined by carbon content of the course interface using wave dispersive spectroscopy. The results of energy dispersive analysis were used to determine the type of carbides present at the interface of carbon/austenitic steel.
|
|
|
The effect of cutting conditions on surface integrity of austenitic steel
Husár, Ján ; Sliwková, Petra (referee) ; Varhaník, Matúš (advisor)
The aim of this work was theoretically to analyze the issue of machinability of austenitic steels and their use. The document also discusses factors that affect the cutting process itself, such as the cutting tool, machine tool, cutting environment and cutting conditions. In the next part of the bachelor´s thesis, an experimental test and its realization at which individual steel samples were turned is proposed. The last part of the thesis summarizes the result of the experiment and evaluates selected properties of the surface and subsurface layers the processed samples.
|
|
| |
|
|
PROPAGATION OF LONG FATIGUE CRACKS IN AUSTENITIC STEEL UNDER SHEAR MODES II AND III
Holáň, Libor ; Man, Jiří (referee) ; Polák, Jaroslav (referee) ; Pokluda, Jaroslav (advisor)
This work is focused on the realization of experiment allowing simultaneous loading under mode II and III in a single circular specimen. Proposed experiment allowed to minimize crack closure during the cyclic loading and obtained values of thresholds of stress intensity range can be considered to be very close to effective values. This was attained by means of an unique experimental devices and procedure of preparation of pre-crack of specimen with circumferential notch, which was made of stainless austenitic steel. The obtained values were compared with theoretical models with the support of molecular dynamics and ab-anitio calculation. Based on observation was found out, that fatigue crack propagation is controlled by decohesion model in austenitic steel. The morphology of fracture surfaces was studied by means of optical chromatographie and 3D stereophotogrammetry, which allowed a comparison of created morphology under shear modes II and III. Morphology of fracture surface formed (static and cyclic loading) by pre-crack was also studied by means of selected roughness parameters. The mechanism of deflection (kink) of crack growth under mode II was defined.
|
|
|
Possible design and performance mistakes of welds for resulting chemical threatment by pickling
Hendrych, Marek ; Kubíček, Jaroslav (referee) ; Sigmund, Marian (advisor)
The diploma thesis deals with the issue of surface treatment by pickling. In the research part the pickling technology is described in detail. The next chapters are focused on the TIG welding method and the weldability of austenitic stainless steels. In the experimental part an experiment is carried out focusing on the comparison of weight loss and surface quality depending on the pickling time. Part of the conclusion is the implementation of pWPS documentation for the specified component and a brief manual for customers of pickling plant.
|
|
|
The problems of welding stainless steel 1.4541
Šmarda, Vladimír ; Sigmund, Marian (referee) ; Kubíček, Jaroslav (advisor)
This thesis focuses on austenitic steel welding in the upper part of a steam generator at the nuclear power station Dukovany, and the suitable technology when replacing this part. Part of this thesis is dedicated to the progressive methods TIG, such as the use of hot wire or orbital welding of pipe parts. The experiment in this thesis project tests the optimal parameters setup when welding while using a modified TIG method; a motor-fed hot wire with a welding source from EWM manufacturer was used in this project. Number of NDT tests, along with destructive tests including metallographic tests, demonstrated and verified that the methods, the additional materials and the way the experiment was carried out were chosen correctly and proved effective. These tests also included the hardness of the welding point and TOO locations. The experiment assessment part summarizes the experiment execution, describes the results of the tests, and recommends further continuation in the process toward WPQR
|
|
|
Welding of steel austenitic
Šmarda, Vladimír ; Mrňa, Libor (referee) ; Kubíček, Jaroslav (advisor)
This thesis deals with welding of austenitic steel, which used in pipelines for liquids in the Dukovany Nuclear Power Station, and suitable technology for welding of joints. Firstly, there is introduced the distinction between the types of stainless steel. Concerning the austenitic steel there are stated their features and defects during welding. Secondly, the bachelor thesis deals with commonly used welding method: MMA, MIG/MAG and TIG, which is most frequently used for weld joints in the Dukovany Nuclear Power Station. A part of the chapter is devoted to progressive TIG methods, such as: use of hot wire and orbital welding of pipelines. In the experimental part, there is solved a proposal for a method and a technique for weld joint between two chambers of tubular cooler. The dimension of the pipeline flange is according to DN 400. It is a butt weld in V-shape with permanent pad on the inside of the pipe, which is welded with TIG method. On the basis of the NDT verification test and also destructive testing, there was proved that the chosen method, technology and additional material were optimal. In the part of experiment evaluation, there were summarized all the results of the tests. Eventually, the suggested weld joint was recommended for realization.
|
|
|
Damage mechanisms in multiaxial fatigue
Poczklán, Ladislav ; Kunz,, Ludvik (referee) ; Spätig, Philippe (referee) ; Kruml, Tomáš (advisor)
Práce se zabývá víceosou únavou austenitické korozivzdorné oceli 316L. Materiál byl zatěžován cyklicky v tahu/tlaku a krutu. Jejich kombinace byla použita pro testování ve dvou víceosých módech: in-phase (ve fázi) a out-of-phase (mimo fázi). Všechny zkoušky byly provedeny v režimu řízení celkové deformace za pokojové teploty. Výsledky únavových zkoušek naznačují, že cyklování v módu tah/tlak způsobuje nejrychlejší růst trhliny a nejkratší životnost. Naproti tomu torzní mód vedl k nejpomalejšímu šíření únavových trhlin a k nejdelším životnostem. Oba víceosé módy se ukázaly být podobně poškozující. Detailně byly studovány dva aspekty mikrostrukturních změn: vzniklé dislokační struktury a deformačně indukovaná martenzitická transformace. Oba jevy byly analyzovány pomocí elektronové mikroskopie. In-phase zatěžování stejně jako oba jednoosé módy vedly k vytvoření podobných dislokačních struktur odlišných od těch pozorovaných v out-of-phase módu což vedlo k odlišné mechanické odezvě. Stabilita austenitu během cyklování byla závislá na zatěžujícím módu a amplitudě deformace. Rozložení indukovaného martenzitu v torzním a out-of-phase módu se ukázalo být silně heterogenní. Měření jeho obsahu pomocí feritoskopu na vnějším povrchu může v některých případech vést k zavádějícím výsledkům. Nejnižší množství martenzitu bylo pozorováno v módu tah/tlak. Odolnost vůči únavovému lomu a úhel náklonu únavové trhliny byly predikovány pomocí modelů založených na principu kritické roviny. Počet cyklů do lomu byl nejpřesněji předpovězen kritériem, které navrhnul Fatemi a Socie. Model Smith Watson Topper vedl k nejlepším odhadům orientace únavové trhliny. Kinetika růstu trhlin byla analyzována metodou navrženou Polákem a dále také pomocí plastické části J-integrálu. Druhý způsob vedl k univerzálnímu popisu rychlosti růstu trhlin ve všech zatěžujících módech s výjimkou out-of-phase, kde výpočet plastické části J-integrálu nebyl proveden.
|
|
|
High Temperature Deformation Mechanisms
Heczko, Milan ; Gröger,, Roman (referee) ; Spätig, Philipp (referee) ; Kruml, Tomáš (advisor)
Dvě pokročilé vysoce legované austenitické oceli s Fe-Ni-Cr matricí byly studovány za podmínek nízkocyklové únavy jak za pokojové tak vysoké teploty. Široká škála experimentálních a charakterizačních nástrojů byla použita ke studiu vzájemně souvisejících aspektů zahrnujících chemické složení slitin, mikrostrukturu, deformační mechanismy a celkovou odezvu materiálů na externě působící zatížení. Klíčové mechanismy a faktory definující mechanické vlastnosti a výkonnost v reálném provozu byly analyzovány a diskutovány v souvislosti s materiálovým designem. • Standardní únavové experimenty byly provedeny za pokojové teploty a teploty 700°C. Byly získány křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky, Coffin-Manson a Wöhlerovy křivky. • Ke studiu změn mikrostrukturního stavu slitin v důsledku cyklického zatěžování za pokojové a zvýšené teploty byla použita široká škála technik charakterizace pomocí elektronové mikroskopie. • Únavové chování, pevnost a cyklická plastická odezva studovaných materiálů byla vysvětlena v souvislosti s mikrostrukturními změnami a mikrostrukturními aspekty deformačních mechanismů jak za pokojové tak za zvýšených teplot. • Bylo zjištěno, že Sanicro 25 vykazuje nejvyšší pevnostní charakteristiky ze všech materiálů stejné třídy. Výjimečné vlastnosti této slitiny jsou spojeny s populacemi dvou typů nanočástic, koherentními precipitáty bohatými na měď a nanočásticemi typu MX s charakteristikou disperzoidu. Tyto nanočástice mají klíčový vliv na pevnost a celkovou cyklickou odezvu. V důsledku interakcí s precipitáty způsobujících zachytávání je pohyb dislokací v Sanicro 25 významně zpomalen, což vede k potlačení normálních procesů zotavení obvykle vedoucích ke změně uspořádání dislokační struktury tak, aby byla celková vnitřní energie systému co nejnižší. Takové uspořádání je tvořeno například dislokačními buňkami. Jelikož jsou procesy zotavení potlačeny, dislokační struktura za vysokých teplot je charakteristická homogenní distribucí dislokací o vysoké hustotě s velkou mírou vzájemných interakcí. V kombinaci s dalšími mechanismy zpevnění jako jsou precipitáty a substituční prvky v tuhém roztoku, tyto deformační mechanismy vedou k významnému zvýšení cyklické pevnosti za vysokých teplot.
|
guest ::
