The prediction of grain size of the heat affected zone of welded s304h steel tubes using a mathematical model
Title Alternative:Wpływ spawania na strefębędącą pod wpływem ciepła w przypadku rurek wykonanych ze stali s304h z uwzględnieniem prognozowaniawielkości ziarna przy pomocysymulacji numerycznych
Loading...
Date
2013
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická univerzita v Liberci, Česká republika
Abstract
Austenitické oceli S304H se využívají především pro parní kotle tepelných elektráren a jiných energetických zařízení. Jednou z nejdůležitějších vlastností u trubek v parních kotlích je jejich vysokoteplotní odolnost. Rozdíly materiálových vlastností ocelí S304H, především creepové odolnosti, v porovnání s austenitickými ocelemi obdobného složení jsou dosaženy hlavně přidáním cca 3 hm. % mědi. Tvorba na měď bohatých precipitátů během provozu vede ke zvýšení creepové odolnosti precipitačním zpevněním. Příspěvek popisuje vliv svařovacího cyklu u materiálu S304H na zhrubnutí zrna v tepelně ovlivněné oblasti. Budou také uvedeny možnosti a způsoby predikce velikosti zrna pomocí numerických simulací svařování a tepelného zpracování. Dále bude ukázán a popsán princip získávání vstupních dat potřebných pro numerické simulace predikující velikost zrna.
Stale austenityczne o oznaczeniu S304H są wykorzystywane głównie do produkcji kotłów parowych pracujących w elektrociepłowniach oraz innych urządzeniach energetycznych. Jedną z najważniejszych właściwości rurek w kotłach parowych jest ich odporność na wysokie temperatury. Różne właściwości stali S304H, w szczególności żaroodporność, w porównaniu do stali austenitycznych o takim samym składzie są uzyskiwane przede wszystkim poprzez dodanie ok. 3 obj. % miedzi. Tworzenie się precypitatów bogatych w miedź podczas procesu prowadzi do zwiększenia żaroodporności materiału poprzez wzmocnienie precypitacyjne. W artykule opisano wpływ cyklu spawalniczego na rozrost ziarna w strefie wpływu ciepła stali S304H. Ponadto przedstawiono możliwości oraz sposoby prognozowania wielkości ziarna przy wykorzystaniu analiz numerycznych procesów spawania i obróbki cieplnej. Oprócz tego także opisano sposób pozyskiwania niezbędnych danych wejściowych do celów symulacji numerycznej prognozującej wielkość ziarna.
Super 304H is an austenitic steel, which is mainly used for boilers in thermal power plants and the energy sector. Strength at high temperatures has become one of the most important attributes in the design of boiler tubes. The differences in material properties, especially in its creep resistance compared to other austenitic steels of similar composition, are mainly achieved by the addition of about 3 wt.-% of copper. The formation of fine Cu-rich precipitates during manufacture leads to an increased creep strength during the process of precipitation hardening. The impact of the welding cycle on the grain coarseness in the heat- affected zone (HAZ) for S304H steel will be demonstrated in this paper. The options and procedures for predicting grain size by mathematical modeling of welding and heat treatment will also be shown here. The method of acquiring the input data for the mathematical models, which predict the grain size, will also be described.
Austenitische Stähle, bezeichnet als S304H, werden besonders für Dampfkessel von thermischen Kraftwerken und andere Energieanlagen verwendet. Für die verwendeten Rohre im Dampfkessel ist eine der wichtigsten Eigenschaften ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen. Unterschiede der Werkstoffeigenschaften, besonders der Kriechbeständigkeit, werden im Vergleich zum austenitischen Stählen der gleicher Zusammensetzung bei diesen Werkstoffe durch die Zugabe von etwa 3% (Gew.) Kupfer erzielt. Die Bildung kupferreicher Ausscheidungen während des Betriebes führt zu einem Anstieg der Kriechfestigkeit durch die Härtung der Ausscheidung. Der Beitrag zeigt den Einfluss des Schweiß-Zyklus auf die Kornvergröberung in der Wärmeeinflusszone des S304H Stahl. Es wird die Art und Weise der Vorhersage der Korngröße mit numerischen Simulation von Schweißen und Wärme Behandlung gezeigt. Es wird auch das Prinzip der Einholung der erforderlichen Eingabedaten für die numerische Simulationen zur Vorhersage der Korngröße vorgestellt und beschrieben.
Stale austenityczne o oznaczeniu S304H są wykorzystywane głównie do produkcji kotłów parowych pracujących w elektrociepłowniach oraz innych urządzeniach energetycznych. Jedną z najważniejszych właściwości rurek w kotłach parowych jest ich odporność na wysokie temperatury. Różne właściwości stali S304H, w szczególności żaroodporność, w porównaniu do stali austenitycznych o takim samym składzie są uzyskiwane przede wszystkim poprzez dodanie ok. 3 obj. % miedzi. Tworzenie się precypitatów bogatych w miedź podczas procesu prowadzi do zwiększenia żaroodporności materiału poprzez wzmocnienie precypitacyjne. W artykule opisano wpływ cyklu spawalniczego na rozrost ziarna w strefie wpływu ciepła stali S304H. Ponadto przedstawiono możliwości oraz sposoby prognozowania wielkości ziarna przy wykorzystaniu analiz numerycznych procesów spawania i obróbki cieplnej. Oprócz tego także opisano sposób pozyskiwania niezbędnych danych wejściowych do celów symulacji numerycznej prognozującej wielkość ziarna.
Super 304H is an austenitic steel, which is mainly used for boilers in thermal power plants and the energy sector. Strength at high temperatures has become one of the most important attributes in the design of boiler tubes. The differences in material properties, especially in its creep resistance compared to other austenitic steels of similar composition, are mainly achieved by the addition of about 3 wt.-% of copper. The formation of fine Cu-rich precipitates during manufacture leads to an increased creep strength during the process of precipitation hardening. The impact of the welding cycle on the grain coarseness in the heat- affected zone (HAZ) for S304H steel will be demonstrated in this paper. The options and procedures for predicting grain size by mathematical modeling of welding and heat treatment will also be shown here. The method of acquiring the input data for the mathematical models, which predict the grain size, will also be described.
Austenitische Stähle, bezeichnet als S304H, werden besonders für Dampfkessel von thermischen Kraftwerken und andere Energieanlagen verwendet. Für die verwendeten Rohre im Dampfkessel ist eine der wichtigsten Eigenschaften ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen. Unterschiede der Werkstoffeigenschaften, besonders der Kriechbeständigkeit, werden im Vergleich zum austenitischen Stählen der gleicher Zusammensetzung bei diesen Werkstoffe durch die Zugabe von etwa 3% (Gew.) Kupfer erzielt. Die Bildung kupferreicher Ausscheidungen während des Betriebes führt zu einem Anstieg der Kriechfestigkeit durch die Härtung der Ausscheidung. Der Beitrag zeigt den Einfluss des Schweiß-Zyklus auf die Kornvergröberung in der Wärmeeinflusszone des S304H Stahl. Es wird die Art und Weise der Vorhersage der Korngröße mit numerischen Simulation von Schweißen und Wärme Behandlung gezeigt. Es wird auch das Prinzip der Einholung der erforderlichen Eingabedaten für die numerische Simulationen zur Vorhersage der Korngröße vorgestellt und beschrieben.
Description
Subject(s)
Citation
Item identifier
ISSN
1803-9782