Skip to main content
Erschienen in: Metals and Materials International 2/2020

13.06.2019

Tensile and Microstructural Characteristics of Fe-24Mn Steel Welds for Cryogenic Applications

verfasst von: Myeonghwan Choi, Junghoon Lee, Hyunbin Nam, Namhyun Kang, Myeonghyun Kim, Daewon Cho

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 2/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Herein, we investigated the weldability and relationship between microstructure and tensile properties in 24 wt% Mn steel welds and, specifically, submerged arc welds (SAWs) were produced using these welds for cryogenic applications. The base metal (BM) and weld metal (WM) exhibited a stacking fault energy (SFE) that maintained a stable austenite phase for 27.1 and 17.0 mJ/m2, respectively. Deformation twins were observed after tensile testing of the BM and WM at 298 K. Weld metals using undermatched fillers showed a lower SFE and coarser grain size (~ 86 μm) compared to that of the BM (~ 12 μm). Therefore, the tensile testing at 110 K produced deformation twins and ε-martensite. The formation of ε-martensite with deformation twins antedated necking during tensile testing and elongation decreased at 110 K. However, the SAWs of high Mn steels maintained excellent low-temperature mechanical properties such as elongation, tensile strength, and yield strength with values of 20%, 1150 MPa, and 617 MPa, respectively.

Graphic Abstract

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat X. Chen, J. Lu, L. Lu, K. Lu, Scr. Mater. 52, 1039 (2005) X. Chen, J. Lu, L. Lu, K. Lu, Scr. Mater. 52, 1039 (2005)
2.
Zurück zum Zitat J. Jang, J. Ju, B. Lee, D. Kwon, W. Kim, Mater. Sci. Eng. A 340, 68 (2003) J. Jang, J. Ju, B. Lee, D. Kwon, W. Kim, Mater. Sci. Eng. A 340, 68 (2003)
3.
Zurück zum Zitat J. Kim, S. Choi, D. Park, J. Lee, Mater. Des. 65, 914 (2015) J. Kim, S. Choi, D. Park, J. Lee, Mater. Des. 65, 914 (2015)
4.
Zurück zum Zitat P. Mallick, N.K. Tewary, S.K. Ghosh, P.P. Chattopadhyay, Mater. Charact. 133, 77 (2017) P. Mallick, N.K. Tewary, S.K. Ghosh, P.P. Chattopadhyay, Mater. Charact. 133, 77 (2017)
5.
Zurück zum Zitat B.T. Lu, Z.H. Xu, Z.K. Chen, J.L. Luo, B.M. Patchett, Electrochim. Acta 50, 1391 (2004) B.T. Lu, Z.H. Xu, Z.K. Chen, J.L. Luo, B.M. Patchett, Electrochim. Acta 50, 1391 (2004)
6.
Zurück zum Zitat V. Shankar, T.P.S. Gill, S.L. Mannan, S. Sundarlsan, Eng. Sci. 28, 359 (2003) V. Shankar, T.P.S. Gill, S.L. Mannan, S. Sundarlsan, Eng. Sci. 28, 359 (2003)
7.
Zurück zum Zitat D.J. Lee, J.C. Byun, J.H. Sung, H.W. Lee, Mater. Sci. Eng. A 513–514, 154 (2009) D.J. Lee, J.C. Byun, J.H. Sung, H.W. Lee, Mater. Sci. Eng. A 513–514, 154 (2009)
8.
Zurück zum Zitat V.M. Radhakrishnan, Sci. Technol. Weld. Join. 5, 40 (2014) V.M. Radhakrishnan, Sci. Technol. Weld. Join. 5, 40 (2014)
9.
Zurück zum Zitat B.P. Somerday, M. Dadfarnia, D.K. Balch, K.A. Nibur, C.H. Cadden, P. Sofronis, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 40, 2350 (2009) B.P. Somerday, M. Dadfarnia, D.K. Balch, K.A. Nibur, C.H. Cadden, P. Sofronis, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 40, 2350 (2009)
10.
Zurück zum Zitat L.W. Tsay, J.J. Chen, J.C. Huang, Corros. Sci. 50, 2973 (2008) L.W. Tsay, J.J. Chen, J.C. Huang, Corros. Sci. 50, 2973 (2008)
11.
Zurück zum Zitat J.N. Dupont, S.W. Banovic, A.R. Marder, Weld. J. 82, 125 (2003) J.N. Dupont, S.W. Banovic, A.R. Marder, Weld. J. 82, 125 (2003)
12.
Zurück zum Zitat H.J. Lee, S. Oh, H.J. Kim, Korean Inst. Met. Mater. 57, 51 (2019) H.J. Lee, S. Oh, H.J. Kim, Korean Inst. Met. Mater. 57, 51 (2019)
13.
Zurück zum Zitat M.J. Lee, C.H. Park, E.J. Chun, J.S. Lee, N.H. Kang, JWJ. 37, 89 (2019) M.J. Lee, C.H. Park, E.J. Chun, J.S. Lee, N.H. Kang, JWJ. 37, 89 (2019)
14.
Zurück zum Zitat Y. Feng, R. Song, Z. Pei, R. Song, G. Dou, Met. Mater. Int. 24, 1012 (2018) Y. Feng, R. Song, Z. Pei, R. Song, G. Dou, Met. Mater. Int. 24, 1012 (2018)
15.
Zurück zum Zitat P.J. Gibbs, E. De Moor, M.J. Merwin, B. Clausen, J.G. Speer, D.K. Matlock, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 42, 3691 (2011) P.J. Gibbs, E. De Moor, M.J. Merwin, B. Clausen, J.G. Speer, D.K. Matlock, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 42, 3691 (2011)
16.
Zurück zum Zitat M. Kuzmina, D. Ponge, D. Raabe, Acta Mater. 86, 182 (2015) M. Kuzmina, D. Ponge, D. Raabe, Acta Mater. 86, 182 (2015)
17.
Zurück zum Zitat R. Song, D. Ponge, D. Raabe, Acta Mater. 53, 4881 (2005) R. Song, D. Ponge, D. Raabe, Acta Mater. 53, 4881 (2005)
18.
Zurück zum Zitat S. Kim, D. Jeong, H. Sung, Met. Mater. Int. 24, 1 (2018) S. Kim, D. Jeong, H. Sung, Met. Mater. Int. 24, 1 (2018)
19.
Zurück zum Zitat B.C. De Cooman, O. Kwon, K.G. Chin, Mater. Sci. Technol. 28, 513 (2011) B.C. De Cooman, O. Kwon, K.G. Chin, Mater. Sci. Technol. 28, 513 (2011)
20.
Zurück zum Zitat S.Y. Lee, B. Hwang, Korean Inst. Met. Mater. 55, 695 (2017) S.Y. Lee, B. Hwang, Korean Inst. Met. Mater. 55, 695 (2017)
21.
Zurück zum Zitat J. Han, A. da Silva, D. Ponge, D. Raabe, S.M. Lee, Y.K. Lee, S.I. Lee, B. Hwang, Acta Mater. 122, 199 (2017) J. Han, A. da Silva, D. Ponge, D. Raabe, S.M. Lee, Y.K. Lee, S.I. Lee, B. Hwang, Acta Mater. 122, 199 (2017)
22.
Zurück zum Zitat I. Gutierrez-Urrutia, D. Raabe, Scr. Mater. 66, 992 (2012) I. Gutierrez-Urrutia, D. Raabe, Scr. Mater. 66, 992 (2012)
23.
Zurück zum Zitat S.I. Lee, Y. Cho, B. Hwang, Korean J. Mater. Res. 26, 325 (2016) S.I. Lee, Y. Cho, B. Hwang, Korean J. Mater. Res. 26, 325 (2016)
24.
Zurück zum Zitat O. Grässel, L. Krüger, G. Frommeyer, L.W. Meyer, Int. J. Plast 16, 1391 (2000) O. Grässel, L. Krüger, G. Frommeyer, L.W. Meyer, Int. J. Plast 16, 1391 (2000)
25.
Zurück zum Zitat L. Remy, A. Pineau, Mater. Sci. Eng. 28, 99 (1977) L. Remy, A. Pineau, Mater. Sci. Eng. 28, 99 (1977)
26.
Zurück zum Zitat J.K. Kim, B. De Cooman, Mater. Sci. Eng. A 676, 216 (2016) J.K. Kim, B. De Cooman, Mater. Sci. Eng. A 676, 216 (2016)
27.
Zurück zum Zitat L. Mújica Roncery, S. Weber, W. Theisen, Scr. Mater. 66, 997 (2012) L. Mújica Roncery, S. Weber, W. Theisen, Scr. Mater. 66, 997 (2012)
28.
Zurück zum Zitat E. Curiel-Reyna, A. Herrera, V.M. Castaño, M.E. Rodriguez, Mater. Manuf. Process. 20, 813 (2005) E. Curiel-Reyna, A. Herrera, V.M. Castaño, M.E. Rodriguez, Mater. Manuf. Process. 20, 813 (2005)
29.
Zurück zum Zitat T. Wang, M. Zhang, W. Xiong, R. Liu, W. Shi, L. Li, Mater. Des. 83, 103 (2015) T. Wang, M. Zhang, W. Xiong, R. Liu, W. Shi, L. Li, Mater. Des. 83, 103 (2015)
30.
Zurück zum Zitat H. Kazdal Zeytin, H. Ertek Emre, R. Kaçar, Metals (Basel) 7, 14 (2017) H. Kazdal Zeytin, H. Ertek Emre, R. Kaçar, Metals (Basel) 7, 14 (2017)
31.
Zurück zum Zitat J. Mendez, M. Ghoreshy, W.B.F. Mackay, T.J.N. Smith, R.W. Smith, J. Mater. Process. Technol. 153, 596 (2004) J. Mendez, M. Ghoreshy, W.B.F. Mackay, T.J.N. Smith, R.W. Smith, J. Mater. Process. Technol. 153, 596 (2004)
32.
Zurück zum Zitat I.W. Han, B.K. Lee, J.K. Choi, S.H. Park, C.Y. Kang, Twenty-third Int. Offshore Polar Eng. Conf. 9, 348 (2013) I.W. Han, B.K. Lee, J.K. Choi, S.H. Park, C.Y. Kang, Twenty-third Int. Offshore Polar Eng. Conf. 9, 348 (2013)
33.
Zurück zum Zitat F. Otto, A. Dlouhy, Ch. Somsen, H. Bei, G. Eggeler, E.P. George, Acta Mater. 61, 5743 (2013) F. Otto, A. Dlouhy, Ch. Somsen, H. Bei, G. Eggeler, E.P. George, Acta Mater. 61, 5743 (2013)
34.
Zurück zum Zitat S.H. Hong, Y.S. Han, Scr. Mater. 32, 1489 (1995) S.H. Hong, Y.S. Han, Scr. Mater. 32, 1489 (1995)
35.
Zurück zum Zitat M.A. Meyers, O. Vöhringer, V.A. Lubarda, Acta Mater. 49, 4025 (2001) M.A. Meyers, O. Vöhringer, V.A. Lubarda, Acta Mater. 49, 4025 (2001)
36.
Zurück zum Zitat R.E. Schramm, R.P. Reed, Metall. Trans. A 6, 1345 (1975) R.E. Schramm, R.P. Reed, Metall. Trans. A 6, 1345 (1975)
37.
Zurück zum Zitat K.T. Park, K.G. Jin, S.H. Han, S.W. Hwang, K. Choi, C.S. Lee, Mater. Sci. Eng. A 527, 3651 (2010) K.T. Park, K.G. Jin, S.H. Han, S.W. Hwang, K. Choi, C.S. Lee, Mater. Sci. Eng. A 527, 3651 (2010)
38.
Zurück zum Zitat S.Y. Jo, J. Han, J.H. Kang, S. Kang, S. Lee, Y.K. Lee, Alloys Compd. 627, 374 (2014) S.Y. Jo, J. Han, J.H. Kang, S. Kang, S. Lee, Y.K. Lee, Alloys Compd. 627, 374 (2014)
39.
Zurück zum Zitat H. Nam, C. Park, J. Moon, Y. Na, H. Kim, N. Kang, Mater. Sci. Eng. A 742, 224 (2019) H. Nam, C. Park, J. Moon, Y. Na, H. Kim, N. Kang, Mater. Sci. Eng. A 742, 224 (2019)
40.
Zurück zum Zitat M. Koyama, T. Sawaguchi, K. Tsuzaki, Metall. Mater. Trans. A 43, 4063 (2012) M. Koyama, T. Sawaguchi, K. Tsuzaki, Metall. Mater. Trans. A 43, 4063 (2012)
41.
Zurück zum Zitat S. Takakl, F. Tadashi, Y. Tokunaga, ISIJ Int. 30, 632 (1990) S. Takakl, F. Tadashi, Y. Tokunaga, ISIJ Int. 30, 632 (1990)
Metadaten
Titel
Tensile and Microstructural Characteristics of Fe-24Mn Steel Welds for Cryogenic Applications
verfasst von
Myeonghwan Choi
Junghoon Lee
Hyunbin Nam
Namhyun Kang
Myeonghyun Kim
Daewon Cho
Publikationsdatum
13.06.2019
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 2/2020
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-019-00320-4

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2020

Metals and Materials International 2/2020 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.