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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 4/2017

07.02.2017

Microstructure and Mechanical Properties of 21-6-9 Stainless Steel Electron Beam Welds

verfasst von: John W. Elmer, G. Fred Ellsworth, Jeffrey N. Florando, Ilya V. Golosker, Rupalee P. Mulay

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 4/2017

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Abstract

Welds can either be stronger or weaker than the base metals that they join depending on the microstructures that form in the fusion and heat-affected zones of the weld. In this paper, weld strengthening in the fusion zone of annealed 21-6-9 stainless steel is investigated using cross-weld tensile samples, hardness testing, and microstructural characterization. Due to the stronger nature of the weld, the cross-weld tensile tests failed in the base metal and were not able to generate true fusion zone mechanical properties. Nanoindentation with a spherical indenter was instead used to predict the tensile behavior for the weld metal. Extrapolation of the nanoindentation results to higher strains was performed using the Steinberg–Guinan and Johnson–Cook strength models, and the results can be used for weld strength modeling purposes. The results illustrate how microstructural refinement and residual ferrite formation in the weld fusion zone can be an effective strengthener for 21-6-9 stainless steel.

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Metadaten
Titel
Microstructure and Mechanical Properties of 21-6-9 Stainless Steel Electron Beam Welds
verfasst von
John W. Elmer
G. Fred Ellsworth
Jeffrey N. Florando
Ilya V. Golosker
Rupalee P. Mulay
Publikationsdatum
07.02.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 4/2017
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-017-3996-y

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