A round-robin test with thermal simulation of the welding HAZ to draw CCT diagrams: a need for harmonized procedures and microconstituent terminologies

Scotti, Américo; Li, Huijun; Miranda, Rosa Maria Mendes

doi:10.1590/0104-9224/si1903.11

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“…Segundo Scotti et al [7], a temperabilidade de uma ZAC GG é intrinsicamente dependente da composição do aço (em geral, quanto mais elementos de liga, mais dura e frágil é esta região do aço) e granulometria da microestrutura. A tenacidade da ZAC, ainda segundo esses autores, é dependente da temperabilidade e formação de precipitados e micro-fases.…”

Section: Influência Da Composição Na Soldabilidade Dos Aços Modernosunclassified

“…Scotti et al [7] mostram que simulações físicas têm sido amplamente utilizadas para a avaliação da ZAC de aços, mas que parâmetros chaves vêm sendo adotados de forma independente e desiguais, pela falta de literatura comparativa ou por resultados disponibilizados pelos autores de forma incompleta. Outra diferenciação é devido a limitações dos equipamentos.…”

Section: Simulações Térmicasunclassified

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Avaliação da Aplicação de um Atlas de Soldagem de um Aço Bainítico Microligado ao Nióbio

2017

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Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Resumo: Os aços de alta resistência microligados ao nióbio têm mostrado ser uma boa opção para fabricação de perfis estruturais, utilizando os conceitos já desenvolvidos para a indústria de gás e óleo. Entretanto, a definição das reais necessidades em termos de soldagem desta família de aços não está bem descrita nas normas de soldagem mais utilizadas pelo setor. Este trabalho demonstra a construção e avaliação de um Atlas de Soldagem produzido através de simulações físicas (Gleeble e dilatometria) e ensaios mecânicos de amostras simuladas. O objetivo é que o atlas de soldagem seja uma ferramenta orientativa para melhor definição das faixas de parâmetros para soldagem desta classe de material. A metodologia proposta foi aplicada a um aço ARBL bainítico da classe 65 ksi. Foi possível determinar com mais segurança a faixa de energia de soldagem recomendada, inclusive quanto à necessidade ou não do uso de pré-aquecimento, e evidenciar que as simulações são comparáveis a soldas reais. Esta abordagem mostrou trazer benefícios, como redução de custos com processo de pré-aquecimento desnecessário.Palavras-chave: Aço ARBL; Nióbio; Simulação térmica; Soldagem; Otimização de processo. Application Assessment of a Welding Atlas of a Niobium Microalloyed Bainitic SteelAbstract: Niobium microalloyed steels have shown to be an excellent solution for fabrication of structural beams, employing concepts already developed for the oil and gas industry. However, the definition of the actual welding related needs of this family of bainite steels is not well described in the welding standards mostly used in the structural construction sector. This paper demonstrates the construction and assessment of a Welding Atlas, built from using physical simulations (Gleeble and dilatrometry) and mechanical tests of the simulated specimens. The objective is to have the Atlas as a guiding tool to improve the parametrization for welding this class of steels. The proposal methodology was applied to a HSLA bainitic steel class 65 ksi. It was possible to determine with more accuracy the recommended energy range of the weld, including the need or not of preheating, and show that they were comparable with actual welds. The methodology shows benefits including a safer parametrization and cost savings resulting from unnecessary preheating elimination.

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Section: Influência Da Composição Na Soldabilidade Dos Aços Modernosunclassified

Section: Simulações Térmicasunclassified

Avaliação da Aplicação de um Atlas de Soldagem de um Aço Bainítico Microligado ao Nióbio

2017

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“…Cruz-Crespo et al [2] simulated tempering passes applied to a HSLA steel and studied consequent retreated HAZ microstructures. Scotti et al [3]. demonstrated, on the other hand, a need for harmonized procedures and microconstituent terminologies through a Round Robin test on thermal simulation to draw repeatable CCT diagrams.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Welding thermal stress diagrams as a means of assessing material proneness to residual stresses

Міщенко

Scotti

2020

J Mater Sci

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In this work, the proposal and appraisal of a method to describe in a quantitative manner the phenomenon of thermal stresses formation in welding at different heat-affected zone (HAZ) regions and under different cooling rates, by means of physical simulation, are explained. Under the denomination of welding thermal stress diagrams (WTSD), initially the concept and experimental arrangements needed to use the idea, based on a Gleeble simulator, are revealed. An approach to determine more realistic thermal cycles (peak temperature and heating/cooling rates) is introduced and applied. The method assessment was carried out by using specimens of a HSLA quenchable steel subjected to different cooling rates (covering a wide range of typical welding heat inputs) and peak temperatures (representing regions progressively farther away from the fusion line). The different thermal stress (TS) curves proved the concept based on the justification of the results. In addition, it was physically demonstrated that TS curves are governed mainly by two complex concurrent phenomena, namely contraction under restriction of heated areas and the expansibility of phase transformation. It was concluded that due to this balance, the highest residual stress (RS) does not occur either at slowest cooling rate or at fastest cooling rate. Nevertheless, the highest RS may not occur at the coarse grain zone either. TS progressively drops along the HAZ regions away from critical regions, and even at sub-critical regions there is tensile RS. Complementarily, it was also concluded that WTSD by physical simulation allows one to determine the deformation behaviour of a material as a function of temperature. This information can be used as input or calibration in modelling for thermal stress generation in steels.

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“…Na literatura é possível encontrar trabalhos de P&D e de aplicação [2,5,[8][9][10][11][12] que comprovam a superioridade, principalmente em termos de soldabilidade, dos aços TMCP em relação aos aços convencionais. Porém, no Brasil, existem poucos trabalhos divulgando as vantagens de sua aplicação tanto na indústria naval quanto eólica nacional.…”

Section: Introductionunclassified

“…A simulação física dos ciclos térmicos é amplamente utilizada por institutos de pesquisa e empresas em várias partes do mundo em estudos de soldabilidade. Porém, devido ao reduzido número de equipamentos disponíveis no Brasil, existem poucos estudos nacionais que utilizaram essa metodologia [9][10][11][12]. Dessa forma, este estudo tem como principal objetivo avaliar o crescimento de grão, as alterações microestruturais e a tenacidade Charpy-V na região de grãos grosseiros da zona afetada pelo calor (GGZAC) de um aço TMCP de 355 MPa de limite de escoamento (LE), denominado UHHIW (Ultra High Heat Input Welding), em comparação com um aço de mesma classe de LE produzido por laminação convencional, ambos submetidos a distintos ciclos térmicos nos equipamentos dilatômetro e Gleeble®, de forma a simular elevados aportes de soldagem.…”

Section: Introductionunclassified

Influência do Ciclo Térmico de Soldagem no Crescimento de Grão, nas Transformações Microestruturais e na Formação de MA na GGZAC de aço TMCP

Borba¹,

Modenesi

2019

Soldag. insp.

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Resumo A soldagem com elevado aporte térmico é uma das alternativas adotadas pelos estaleiros e fabricantes de torres eólicas para aumento da produtividade. No entanto, os ciclos térmicos gerados no processo podem provocar transformações microestruturais prejudiciais à tenacidade na zona afetada pelo calor, especialmente na região de grãos grosseiros (GGZAC). Neste trabalho foram avaliados o crescimento de grão e as alterações microestruturais na GGZAC de um aço de 355 MPa de limite de escoamento produzido por laminação controlada seguida de resfriamento acelerado (TMCP - Thermomechanical Controlled Process) em comparação com um aço convencional de mesma classe de limite de escoamento. Condições de soldagem de elevado aporte térmico foram simuladas em dilatômetro e na Gleeble®. Foi observado que o tamanho de grão da austenita prévia na GGZAC segue uma distribuição log-normal e que o aço TMCP apresentou menores tamanhos de grão. Esse resultado foi associado ao efeito de ancoramento por precipitados de TiN homogeneamente distribuídos e coerentes com a matriz em regiões onde a máxima temperatura não é suficiente para a sua dissolução. Os resultados indicam que é possível obter excelente tenacidade a baixa temperatura em juntas soldadas com elevado aporte térmico quando empregado o aço TMCP.

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A round-robin test with thermal simulation of the welding HAZ to draw CCT diagrams: a need for harmonized procedures and microconstituent terminologies

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Avaliação da Aplicação de um Atlas de Soldagem de um Aço Bainítico Microligado ao Nióbio

Avaliação da Aplicação de um Atlas de Soldagem de um Aço Bainítico Microligado ao Nióbio

Welding thermal stress diagrams as a means of assessing material proneness to residual stresses

Influência do Ciclo Térmico de Soldagem no Crescimento de Grão, nas Transformações Microestruturais e na Formação de MA na GGZAC de aço TMCP

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