Development of Mechanical Properties Database of A285 Steel for Structural Analysis of Waste Tanks

A materials test program was developed to measure mechanical properties of A285 carbon steel under conditions relevant to waste storage tanks at the Savannah River Site. Fracture toughness and tensile testing were performed on ASTM Type A285 steels that span tank plate compositions. Variables relevant to the material and load conditions for Type I and Type II tanks were defined and a statistical test matrix was designed for fracture toughness testing. The test matrix consisted of eight variables expected to influence mechanical properties. The independent variables were carbon content, manganese content, sulfur content, thickness, pearlite fraction, and grain size. The responses were the fracture toughness JIc, and a figure-of-merit at J3mm to allow for sub-critical ductile crack growth. A total of 85 J-R curves were compiled. The full data set was used to construct statistical models to predict fracture properties as a function of metallurgical properties and operating conditions. Eight independent models resulting from combinations of loading rate (quasi-static, dynamic) and orientation (T-L, L-T) were developed. The statistical significance of terms was determined for each of the models. Thickness and grain size were found to be of statistical significance in the models developed for the dynamic strain rate testing data. Compositional variables were found to be of statistical significance for the quasi-static loading rate fracture toughness data.

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“…The carbon, manganese, and sulfur content are heat-specific. Subsets of data have previously been presented with preliminary observations [8].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Statistical Model for Prediction of Plate-Specific Fracture Toughness Properties of ASTM A285 Steel

Subramanian

Wiersma

Duncan

et al. 2003

Application of Fracture Mechanics in Failure Assessment

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“…A condição CF também apresenta separações, no caso, uma delaminação na região relativa a banda de segregação formada por fases com alta dureza. Duncan (2000) e Silva (1986), dentre outros, destacam que em amostras CTOD de aço obtido por laminação controlada, com microestrutura bandeada (perlita e ferrita) observa-se freqüentemente a ocorrência de separações ou delaminações nas bandas de perlita. Desenvolvemse fraturas de baixa energia, paralelas ao plano de laminação da chapa e perpendiculares ao plano de propagação da fratura principal, em corpos de prova com orientações longitudinal ou transversal.…”

Section: -Resultados Dos Ensaios Charpyunclassified

Influencia de tratamentos termicos intercriticos na microestrutura e propriedades mecanicas do aço API 5L X65

Sant'Anna¹

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Investigou-se o efeito de tratamentos térmicos intercríticos na microestrutura e propriedades mecânicas do aço API 5L X65 comumente utilizado em tubulações soldadas para transporte de óleo e gás. Vários pesquisadores demonstraram a existência de zonas frágeis na região intercrítica da zona afetada pelo calor (ZAC) de aços C-Mn e ARBL (alta resistência e baixa liga), produzidas durante o procedimento de soldagem de passe único e passes múltiplos. Além dos efeitos nocivos da martensita e da bainita superior, o microconstituinte formado por martensita-austenita retida, denominado constituinte M-A, é usualmente apontado como sendo o principal responsável pela degradação da tenacidade à fratura de alguns destes aços. Após os tratamentos térmicos de homogeneização e normalização, amostras do aço API 5L X65 foram submetidas a tratamentos térmicos intercríticos, realizados a 780 °C por 20 minutos e resfriadas com taxas equivalentes às dos insumos de calor obtidos em soldagens por arco submerso em chapas de 12 mm. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios de tração, dureza, resistência ao impacto Charpy e tenacidade à fratura CTOD. As características microestruturais foram analisadas por meio de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O tratamento térmico de homogeneização foi eficiente para eliminar o bandeamento e a linha de segregação central da chapa. Verificou-se que o constituinte M-A está presente em todas as condições de resfriamento dos tratamentos térmicos realizados na região intercrítica, incluindo aquelas que promoveram alta tenacidade à fratura. A redução da taxa de resfriamento aumenta a quantidade do constituinte M-A até um determinado limite, pois ele se decompõe em ferrita + carbonetos. Pode-se concluir que os baixos níveis de tenacidade à fratura e ductilidade estão relacionados com a fração volumétrica da martensita obtida em altas taxas de resfriamento ou ao constituinte M-A com caráter martensítico. A condição intercrítica resfriada com taxa de 19 °C/s foi a que promoveu melhor relação resistência mecânica e tenacidade à fratura. Deve-se, portanto, selecionar procedimentos de soldagem que reduzam a fração volumétrica da martensita e do constituinte M-A.

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Development of Mechanical Properties Database of A285 Steel for Structural Analysis of Waste Tanks

Cited by 2 publications

References 5 publications

Statistical Model for Prediction of Plate-Specific Fracture Toughness Properties of ASTM A285 Steel

Statistical Model for Prediction of Plate-Specific Fracture Toughness Properties of ASTM A285 Steel

Influencia de tratamentos termicos intercriticos na microestrutura e propriedades mecanicas do aço API 5L X65

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