ผลของการให้ความร้อนหลังการเชื่อมต่อความเหนียวบากของบริเวณกระทบร้อนในวัสดุเหล็กกล้า 3.5% โครเมียมEffect of Postweld Heat Treatment on Impact Toughness at Heat Affected Zone of 3.5% Chromium Stee

Abstract

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ เพื่อศึกษาผลการให้ความร้อนหลังการเชื่อมที่มีต่อความเหนียวบากที่อุณหภูมิต่างๆ ในบริเวณกระทบร้อนของชิ้นงานเชื่อมเหล็กกล้า 3.5% โครเมียมที่ใช้กระบวนการเชื่อมทิกและทำการเชื่อมด้วยลวดเชื่อมเหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบดีนัมเกรด AWS ER90S-B3 โดยแบ่งออกเป็นชิ้นงานที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมและผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมที่อุณหภูมิ 690^๐C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากผลการศึกษาพบว่า บริเวณเนื้อโลหะเชื่อมและบริเวณกระทบร้อนที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมประกอบด้วยโครงสร้างเบนไนท์และมาเทนไซท์ตามลำดับ และเมื่อทำการให้ความร้อนหลังการเชื่อมพบว่า บริเวณดังกล่าวเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไปเป็นเฟอร์ไรท์และเทมเปอร์มาเทนไซท์ตามลำดับ ซึ่งมีค่าความแข็งลดลง โดยเมื่อทำการทดสอบแรงกระแทกในบริเวณกระทบร้อนพบว่า เมื่ออุณหภูมิการทดสอบแรงกระแทกลดลง (จากอุณหภูมิห้อง    (25^๐C) ถึง -80^๐C) ชิ้นงานเชื่อมมีค่าการดูดซับพลังงานลดลง (เช่น จาก 104 จูลล์ เหลือ 6 จูลล์ ในกรณีของชิ้นงานที่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อม) แสดงถึงการที่ชิ้นงานเชื่อมมีสมบัติความเหนียวบากลดลง โดยบริเวณกระทบร้อนที่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อมมีค่าความแข็งลดลงและมีค่าความเหนียวบากที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับชิ้นงานที่ไม่ผ่านการให้ความร้อนหลังการเชื่อม เนื่องจากเกิดโครงสร้างเทมเปอร์มาเทนไซท์แทนที่โครงสร้างมาเทนไซท์     อันเป็นผลมาจากการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลจากการให้ความร้อนหลังการเชื่อม

Abstract

The purpose of this investigation is to study the effect of postweld heat treatment (PWHT) on impact toughness with various temperatures at heat affected zone (HAZ) of 3.5%Cr steel by gas tungsten arc welding (GTAW) process with AWS ER90S-B3 Cr-Mo steel filler metal. The tested samples are divided into two conditions; No PWHT and PWHT at 690^๐C for 1 hour. The results indicated that the microstructure of the weld metal and HAZ of No PWHT samples contained bainite and martensite, respectively. However, those of PWHT specimens transformed to ferrite and tempered martensite with lower hardness. From charpy impact test at HAZ regions, the lower the tested temperature (from 25^๐C to -80^๐C), the lower the impact energy of the HAZ (such as from 104 joules to 6 joules in case of the PWHT samples), which meant the impact toughness of HAZ decreased.The HAZ of the PWHT specimen exhibited lower hardness and better impact toughness compared to the No PWHT sample. This is due to this region contained tempered martensite instead of martensite structure resulting from the improvement of metallurgical and mechanical properties of the weldment from postweld heat treatment.