Structuur onderzoek t.b.v. NIL-onderzoek kerftaaiheid

p

I.

p j

Ii

Technische Universiteit Deift Faculteit der Maritieme Techniek LABORATORIUM VOOR SCHEEPSCONSTRUCTIES Intern rapport nr.

SSL 295

STRUCTUURONDERZOEK T.B.V. "NIL-ONDERZOEK KERFTAAIHEID"

Ing. R. Vonk

ARCHEF

STRUCTUURONIDERZOEK T.B.V. "NIL-ONDERZOEK

_{KERFTAAI1-IEID"}

Ing. R. Vönk

Techfljsche Universj;tejt Deift

Facultejt der Maritieme Technjek

LABORATORIUM VOOR SCHEEPSCONSTRjJCTIES

Intern rapport nr. 295.

November F986

Vakgroep Scheeps- & Offshore Constructie en Productie

Intern rapport nr. 295.

Onderwerp: structuuronderzoek t..b.v. "NIL-onderzoek kerftaaiheid" - SC 8203.

Doel van het onderzoek

Op verzoek van Ir. E. van Rietbergen is een nader onderzoek gedaan naar de structuur van een std door hem nader aangeduide breukvlakken (10 stuks), orn met behuip van de str.uctuur de relatie te vinden met de kerftaaiheid.

Opzet onderzoek

Op de breukvlakken werd voorzover mogelijk het initiatiepunt opgezocht, op de foto's in wit aangegeven, en werd het preparaat op deze plaats eruit gehaald, zodat het preparaat het laatste gedeelte van de vermoei-ingsscheur, de vermoedelijke initiatie en een gedeelte van de restbreuk bevatte. Dit preparaat werd dan loodrecht op het breúkviak microscopisch onderzocht.

Van het breukviak 8 LT 37 met een "pop-in" werden twee preparaten ver-vaardigd, n uit het begin van de tunnelscheur en een tweede uithet

einde vermoeiingsscheur/beginrestbreuk (CTODscheur,)..._

-Ui tvoering

De uitgeslepen (gekoeld) preparaten werden inebed, geschuurd, epo1ijst

en vervolgens getst (Nital).

Het meeste microscopische werk werd uitgevoerd op Metaalkunde. De foto's werden. op Metaalkunde gemaakt (hr. E. Peekstok).

De foto's van de preparaten 1 LT 3 en 2: LT

15 (1000/2000x

vergroting) werden gemaakt en beoordeeid door Ir. T. Luijendijk.

Resultaát

Van alle preparaten is een foto gemaakt (vergroting 200X').

Van de preparaten die daartoe aanieiding gayen,, zijn meerdere foto's

bij diverse microscopisehe vergrotingen gemaakt.

Alle preparaten bevonden zieh in het lasmateriaa1..

Het structuurbeeld is hoof.dzakeiijk ferritisch,, zi.j het met nogal .wat

verschillende soorten ferriet.

Het lasmateriaal. is SW 60: 0,E% C,, 1% Mn, 1% Ni, 0,15% Si, <0,015% P, <0,015% S. Een, moeilijkheid in de las:doorsnede is altijd de niet konstante materiaal-kwaiiteit.

Door de grate temperatuurgradint, het uitgloeien van de ene las.laag

door d'e bovenliggende laslaag etc. is oak het structuurbeeld sterk

afhankelijk van de plaats in de lasdoorsnede.

In ans geval hebben we ans beperkt tot de vermoedelijke initiatieplaats van de CTOD-scheur.

De preparaten vallen wat de korreigrootte betreft globaal in twee gedeelten uiteen:

- de preparaten met een fijne korreigrootte (ASTM na. 8):

.2 LT 15, 8 LT 35, 8 LT 44,

'het preparaat 1 LT3 met een nag f ijnere korrel en het preparaat

LI LT 8 met een uitgegioeide structuur;

- de preparaten 2 LT 22, 8 LT 37, 11 LT 20., 11. LT 26 met een duideiijk gravere korrel (ASTM no. 4 à 5).

Dat de fijnere korreis toch een minder goede taaiheid hebben, is het gevoig van uitscheiding op de korrelgrenzen van waarschijnlijk carbides en perliet. (Zie foto's van preparaten I LT 3 en 2 LT 15, blz. 3 a,b,c

n 4 a,b)..

Dat grove korrels een mindere taaiheid bezitten komt oak door het feit

dat de voorkomende ferrietstructuur minder taai is. en dat in de

prepa-raten 11 LT 20 en II LT 26 korreigrens-ferriet en zijpiaat-ferriet (Widmannsttten-ferriet) voorkomt, wat een geringere taaiheid geef t.

(Zie biz. 10, 11).

In de volgende prep.araten werden secundaire scheuren gevanden:

I LT 3, 2 LT 15,, 8 LT 35., 8 LT 44, 11 LT 20, 11 LT 26.

-2-In de preparaten 8 LT 44, 11 LT & II LT 20, 2 LT 22 is de initiatie van de restbreuk goed te zien aan de vervormde. kristallen.

Het transformatiegedrag in _{de las wordt bepaald door d}

warmte-inbreng b.ij het lassen. De variaties

in warmte-inbreng voor proefstúkken uit eenzelfde rnateriaal zijnblijkbaar _{voidoende groot orn aanzienlijke}

verschil.ien in rnìcrostructnu.r

(uitscheidingen aan korre igrenzen) te

geven en daarrnee verschil in breuktaajhejd.

Orn een en ander grondiger _{te kunnen onderzoeken is}

een andere onderzoek-opzet nodig, mede door de veel

grote.re vergrotingen van het preparaat,

wat dan meer op het gebied van de specialisten ugt.

November 1986,

hoflndso

-f

_COfl3tfl..C&

btoUer

u::lnor)

TNO

toepassing (scope) basismaterloal (base malorlal) laspr000s (welding process) laspositio (welding position) warmiebohandeling (heaftreatment) lóeion ,poCtwold heatir.) lasnoadvorm (odgo prepn;atlon) Ia$vQlgQ:dQl (bisad.. or 'lalng i. tUL)

groepbv

-. SII

60

saine

gt9nTh (root) butilt I laG%oevoog.matìrIasl

(eppi. (welding lilie:

Io) material)

(T.

Krynl

7 VT.

Crj

-

VT.L. 1_fL 0_

Welding of structural steel

voorwarm temp.

.1

70 °C

temp. tljdenrs lassen

1 50 °C

(pro-heating iomp.) - (lntorpss. temp.)

'

voorwarmdetails . isolatle

(prc.heatlng dctalls)

Red

lamp

(Insu allan)

>ES/flO

ieatiztg. 100

0c7

etnpertu5'

O- .

cJU»

_çhuO

I0J(inc.CniÇntS' coOL?flr.dOWfl tuO

/

L. ..00

ing to.ni ìù quiei.. ¿ir.

atm. (dl&t;)

bowark. laskanten

:

Oxyqen cutg N.A.

(pr',p. weld. odges)

_{(executed by}

_J.NU/

lmk rapport nr. (pqr. 'ir.) nr.: volçjens NA NA

2asrnethcde-bschr!jvh

welding procedure speclficatlon

inspectie (insp. by) riivb: vuIiagOn p3Ss.) vi:

_SA'1

hechien ochutgs fpooder (shiodlr... gas/flui) Inspectie

-(innpctinQ) :

ri:

_ASME-Vill

_Jt:

NA

j mt/pi:

lfltI / L)

Tinnr

:

22-. 5-1 984

r;je.

hcu J

ctomer

mothii 226 CKD :1 electrodo

= /

I potarliell (dc/ac) _(polarity) aim. (dIm.) togoniaS (hack weld))

amoòraga hog ordernr.:

3LJ

c4

11

:i&û

2&.

P240

dc

+

480

28_

1'240

dc

+ 60:0

32

l40

df

+

500

30

.J2A O

dc

+ _t NA appr. ¡n5p. auth. gloolinstr. (ti.t. Instr.) 6 v'ps nr.:

_BtI

rev, nr.: O RS goschr. prop. by Tekerting nr. (drawing nr.) t, voilage o op casen (overiid,iç,)

ti:

_SAW 01: _NA

preces (process) min. S.emp

120°C

naarm temp. (soaking temp.) nawarrntijd (soaking timo) iasvoigorde

saulo 1: (bond aequonce /welding seq.. nro.) scalo 1:

siroom (current) _{__:_} - I

-iasserskvaIiIikat1es volr,ens

(?/older prfcrrnance qual. ncr..)

Na

other:

_m

NA NA ROL I mm ¡ ruin)

4-6

- _a=_10

50

50

50

bowork. tegenlas

:

Gouging and grinding

(Uoatmcnt at root)

_tririr1

I opm.

:

Electr. t

be used frora quive

only. Last head in the m.tddie

memarks)

0E the weid ioin

Licírrrrinct)

PILJ( AG:F

F hi:

5figi

(tackwelding)

i?e 510 D

mvb: f.,.,'_(dim.):

t = 30/70

same

mro gotdlghaidgebicd Imk

(validity ranproaduro quai)

afin (dint.): pos lids (cs.):

171IX49

'

'/-.I .

V c4,.x. '.1 k

:\-.

iAii'

z

kt.

'/

.;.

:l

.1»&

.a,_y..: r

I .Ç/ h

'

.

i.

I ' , . :'

.'.

.(

(

;. 1

'!;

-fi4v

p271

4

J