Fracture mechanisms of CGHAZ for Mg and Ca–Mg deoxidized HSLA steels after HHIW based on microstructures, crack behaviors and mechanical properties
- 27.08.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Liang Wang
- Jian Yang
- Yin-hui Zhang
- Yan-li Chen
- Yu-qi Zhang
- Long-yun Xu
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 10/2025
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Abstract
In diesem Artikel werden die Bruchmechanismen grobkörniger Wärmeeinflusszonen (CGHAZ) in Mg- und Ca-Mg-deoxidierten hochfesten niedrig legierten Stählen (HSLA) nach dem Schweißen mit hoher Wärmeeingabe (HHIW) untersucht. Die Studie konzentriert sich auf die Mikrostrukturen, das Rissverhalten und die mechanischen Eigenschaften dieser Stähle. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören die signifikanten Unterschiede in der Mikrostruktur und den primären sowie sekundären Rissen zwischen Mg und Mg-Ca deoxidierten HSLA-Stählen. Die Forschung zeigt, dass die Zugabe von Ca zu Mg deoxidiertem Stahl zu einer Verringerung des Anteils duktiler Mikrostrukturen und einer Zunahme spröder Mikrostrukturen im CGHAZ führt. Auch die mechanischen Eigenschaften wie Niedertemperatur-Schlagzähigkeit (LTIT) und Vickers-Härte werden erheblich beeinflusst. Der Artikel bietet eine detaillierte Analyse der Bruchflächen und Querschnitte der Stähle und hebt die Unterschiede im Verhalten bei der Rissinitiierung und -ausbreitung hervor. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die allgemeinen mechanischen Eigenschaften von Mg-Stahl denen von Mg-Ca-Stahl überlegen sind, mit besserem LTIT und höherer Härte. Diese umfassende Analyse bietet wertvolle Einblicke in die Bruchmechanismen von CGHAZ in verschiedenen deoxidierten HSLA-Stählen, was sie zu einer entscheidenden Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet macht.
KI-Generiert
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Abstract
The fracture mechanisms of coarse-grained heat-affected zone (CGHAZ) for Mg and Mg–Ca deoxidized high-strength low-alloy (HSLA) steels after high heat input welding (HHIW) were investigated based on the microstructures, crack behaviors and mechanical properties. Compared to Mg–Ca steel, the proportion of intergranular acicular ferrites (IAFs) and polygonal ferrites (PFs) in Mg steel increases from 59.97% to 90.16%. The high-angle grain boundaries (HAGBs) and geometrically necessary dislocations density increase from 55.5% and 4.30 × 1014 m–2 to 70.4% and 5.48 × 1014 m–2, respectively, while effective grain size decreases from 9.46 to 8.12 μm. The area fraction of radial zone in Mg steel decreases from 80.8% to 37.7% and cleavage plane is smaller with more curved and finer tearing ridges. The inclusions distributed at the center of cleavage planes and along river lines can serve as crack initiation sites. The zigzag pattern of primary crack propagation path has width of 476 μm and the length of secondary cracks remains below 10 μm. These cracks are deflected or arrested by IAFs, PFs and HAGBs, and tend to propagate along {110} plane family. These factors contribute to superior overall mechanical properties of Mg steel, especially increasing low-temperature impact toughness from 23 to 175 J.
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- Titel
- Fracture mechanisms of CGHAZ for Mg and Ca–Mg deoxidized HSLA steels after HHIW based on microstructures, crack behaviors and mechanical properties
- Verfasst von
-
Liang Wang
Jian Yang
Yin-hui Zhang
Yan-li Chen
Yu-qi Zhang
Long-yun Xu
- Publikationsdatum
- 27.08.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01571-9
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