Myöstöhehkutuksen ja kuumilla oikomisen vaikutus suurlujuusrakenneterästen lujuusominaisuuksiin
Tukiainen, Olli (2022)
Diplomityö
2022
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022022420740
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022022420740
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä on tutkittu tilaajayrityksen käytössä olevien lämpökäsittelyjen vaikutusta suurlujuusrakenneteräksiin. Työn tavoitteena oli saada selvyyttä kuumilla oikomisen vaikutuksista S355, S690, S700 ja S960 teräslaatujen lujuusominaisuuksiin. Lisäksi haluttiin selvittää myöstöhehkutuksen vaikutuksia S690 teräslaadusta valmistettuun hitsattuun rakenteeseen. Tutkimukset käsittivät kirjallisuusselvityksen ja teoreettisen tarkastelun aiheesta sekä käytännön staattisia vetokokeita laboratorio-olosuhteissa. Hitsatun rakenteen osalta tarkasteltiin ristiliitoskoekappaletta, jonka vetokokeessa tarkasteltiin lisäksi hitsiliitoksen ympäristön muodonmuutoksia ARAMIS-kuvannoslaitteiston avulla. Näitä muodonmuutoksia vertailtiin laadittuun elementtimalliin.
S355 teräslaadulla ei havaittu lujuusominaisuuksissa muutoksia kuumilla oikomisen seurauksena. S690 tai S700 teräslaatujen osalta kuumennuksen toteutustavalla oli merkitystä. Viivakuumennus aiheutti merkittävän lujuuden aleneman, kun taas pistemäinen kuumennus ei. S960 teräslaadun osalta kuumennustavasta riippumatta menetettiin merkittävästi lujuutta. Lujuuden aleneman yhteydessä menetettiin myös plastista muodonmuutoskapasiteettia.
Myöstöhehkutus ei merkittävästi vaikuttanut hitsatun rakenteen kuormankantokykyyn tai muodonmuutoskapasiteettiin. HAZ:in alueella havaittiin kuitenkin lujuuden alenemaa. Tämä näkyi vetokokeessa lisääntyneenä siirtymänä hitsiliitoksen ympäristössä. Effect of flame straightening and stress relief annealing on mechanical properties of high strength structural steels is studied on this thesis. Effects of flame straightening of S355, S690, S700 and S960 structural steels were studied. Stress relief annealing was experimentally studied using welded cruciform joint made of S690 structural steel. For both heat treatment cases, static tensile tests were performed. In addition, ARAMIS digital image correlation system was used to study local deformations on stress relief annealed cruciform joint. These deformations were compared to the ones obtained using finite element analysis.
Flame straightening did not affect studied mechanical properties of S355 structural steel. For S690 or S700 steel grade the form of flame straightening had influence. Line heating notably lowered the mechanical properties, while the spot heating did not. In case of S960 steel grades, flame straightening had significant deteriorating effect on mechanical properties.
Stress relief annealing did not have notable effect on load carrying or deformation capacity of the cruciform joints. The strength of the HAZ was lowered. It could be seen on tensile test by larger displacement on weld region.
S355 teräslaadulla ei havaittu lujuusominaisuuksissa muutoksia kuumilla oikomisen seurauksena. S690 tai S700 teräslaatujen osalta kuumennuksen toteutustavalla oli merkitystä. Viivakuumennus aiheutti merkittävän lujuuden aleneman, kun taas pistemäinen kuumennus ei. S960 teräslaadun osalta kuumennustavasta riippumatta menetettiin merkittävästi lujuutta. Lujuuden aleneman yhteydessä menetettiin myös plastista muodonmuutoskapasiteettia.
Myöstöhehkutus ei merkittävästi vaikuttanut hitsatun rakenteen kuormankantokykyyn tai muodonmuutoskapasiteettiin. HAZ:in alueella havaittiin kuitenkin lujuuden alenemaa. Tämä näkyi vetokokeessa lisääntyneenä siirtymänä hitsiliitoksen ympäristössä.
Flame straightening did not affect studied mechanical properties of S355 structural steel. For S690 or S700 steel grade the form of flame straightening had influence. Line heating notably lowered the mechanical properties, while the spot heating did not. In case of S960 steel grades, flame straightening had significant deteriorating effect on mechanical properties.
Stress relief annealing did not have notable effect on load carrying or deformation capacity of the cruciform joints. The strength of the HAZ was lowered. It could be seen on tensile test by larger displacement on weld region.