The prediction of hardness in HAZ of S89QL as a function of cooling time
Author
Samodajev, Nina
Term
4. semester
Education
Publication year
2018
Submitted on
2018-06-29
Pages
45
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan svejseparametre – især varmetilførsel, forvarmning og den deraf følgende køletid – påvirker hårdheden i varmpåvirket zone (HAZ) i højstyrkestålet S890QL. Formålet er at kunne forudsige HAZ-hårdhed som en funktion af køletid. Arbejdet kombinerer analytisk varmeledningsmodellering med Rosenthals ligninger og 3D-simuleringer for at bestemme temperaturfelter og køletider, Jominy-endeslukkeforsøg til at relatere køling til hårdhed, samt en sammenligning med Terasakis metode til forudsigelse af hårdhed. Yderligere Vickers-hårdhedsmålinger på svejste prøver blev brugt til at validere observationer fra et tidligere projekt. Simulationerne viser, at køletiden øges med højere varmetilførsel og forvarmning, og at køletiden styrer mikrostrukturelle omdannelser og dermed hårdhed i HAZ. De forudsagte hårdhedskurver stemmer godt overens med de målte værdier, hvilket gør det muligt at estimere den maksimale HAZ-hårdhed for givne svejsebetingelser. Denne tilgang kan reducere behovet for omfangsrige svejsekvalifikationsprøver og give praktisk vejledning i valg af svejseparametre for S890QL. Baseret på de supplerende målinger blev der ikke observeret et markant fald i hårdhed mellem svejsemetal og HAZ i de undersøgte samlinger.
This thesis examines how welding parameters—specifically heat input, preheating, and the resulting cooling time—influence hardness in the heat-affected zone (HAZ) of the high-strength steel S890QL, with the aim of predicting HAZ hardness as a function of cooling time. The study integrates analytical heat-flow modeling using Rosenthal’s equations and 3D simulations to determine temperature fields and cooling times, Jominy end-quench testing to relate cooling to hardness, and comparison with the Terasaki hardness prediction method. Additional Vickers hardness measurements on welded joints were used to corroborate observations from a prior project. The simulations indicate that cooling time increases with higher heat input and preheat temperature, and that cooling time governs microstructural transformations and thus HAZ hardness. Predicted hardness profiles show good agreement with measurements, enabling estimation of maximum HAZ hardness for given welding conditions. This approach can reduce the number of welding qualification tests and offer practical guidance for selecting welding parameters for S890QL. Based on the supplementary measurements, no significant hardness drop between weld metal and HAZ was observed in the tested joints.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Keywords
Documents