Mikrorakenteen vaikutus nikkeliseoshitsien vedyn aiheuttamaan murtumiseen matalissa lämpötiloissa

Matias Ahonen

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisMonograph

    Abstrakti

    Useiden nikkeliseoshitsien on todettu olevan alttiita matalan lämpötilan särönkasvulle (eng., low temperature crack propagation, LTCP) simuloidussa painevesireaktoriympäristössä lämpötilavälillä 50-150 °C. Eri lähteissä esitetty kokeellinen tulosaineisto osoittaa, että vetypitoisuuden kasvaessa kyseisten materiaalien murtumisvastus alenee, joten LTCP:n uskotaan yleisesti olevan vedyn aiheuttama ilmiö. Tässä väitöstyössä keskitytään LTCP -ilmiöön nikkelivaltaisissa Alloy 182, 82, 152 ja 52 hitsiaineissa. Tutkittavat materiaalit koostuvat sekä puhtaista hitsiaineista sekä Alloy 182, 152 ja 52 hitsiaineiden tapauksessa myös eriparihitseistä. Näytteitä tutkittiin hitsauksen jälkeen, jälkilämpökäsiteltynä sekä korkealämpötilavedessä suoritetun altistuksen jälkeen. Työn kokeellinen osa jakautui murtumismekaaniseen testaukseen ympäristössä, murtopintojen ja poikkileikkausten mikroskopiatutkimuksiin sekä vedyn desorptiomittauksiin. J-R -kokeiden tulokset osoittavat Alloy 182 hitsiaineen olevan LTCP -herkin nikkelivaltainen hitsiaine, kun taas Alloy 52 säilyttää korkean murtumisvastuksen vetypitoisuudella 30 cm3 H2/kg H2O. Kuitenkin myös puhtaan Alloy 52 hitsiaineen murtumisvastuksessa havaittiin selkeä aleneminen korkealla vetypitoisuudella (100 cm3 H2/kg H2O). Toisaalta Alloy 52 kapearailohitsi säilytti useimpien koesauvojen tapauksessa korkean murtumisvastuksen vastaavassa runsasvetyisessä ympäristössä. Vetypitoisuusmittaukset osoittavat, että altistus korkealämpötilavedessä alentaa Alloy 182 ja 152 hitsiaineiden kokonaisvetypitoisuuksia veden vetypitoisuuden ollessa 30 cm3 H2/kg H2O. Kyseisten materiaalien murtumissitkeysarvot nousevat korkealämpötilavesialtistuksen myötä. Matalampien murtumissitkeysarvojen ja rae- tai dendriiittirajamurtuman välillä todettiin selvä yhteys. Raerajakarbidien toimimista vetyloukkuina arvioitiin saatujen mikroskopiatulosten pohjalta. Lisäksi työssä sovellettiin mallia vedyn desorption aktivaatioenergioiden määrittämiseksi Alloy 182 ja 52 hitsiaineissa. Kyseisten materiaalien erilaisen LTCP -käyttäytymisen uskotaan johtuvan pääasiassa niissä esiintyvistä erityyppisistä raerajakarbideista, jotka ovat keskeisessä asemassa vedyn aiheuttamassa murtumisessa. Erilaisilla karbideilla voi myös olla erilainen vaikutus vedyn jakautumiseen rae- tai dendriittirajoilla sekä vedyn saatavuuteen särön kärjen läheisyydessä, koska karbidit toimivat vetyloukkuina ja vaikuttavat raerajojen ja niiden lähialueiden deformaatiojakaumaan.
    Julkaisun otsikon käännösMikrorakenteen vaikutus nikkeliseoshitsien vedyn aiheuttamaan murtumiseen matalissa lämpötiloissa
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Hänninen, Hannu, Vastuuprofessori
    • Karlsen, Wade, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-951-38-8338-6
    Sähköinen ISBN978-951-38-8339-3
    TilaJulkaistu - 2015
    OKM-julkaisutyyppiG4 Tohtorinväitöskirja (monografia)

    Tutkimusalat

    • nikkeliseoshitsit
    • matalan lämpötilan särönkasvu
    • vedyn loukkuuntuminen
    • murtumisvastus

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Mikrorakenteen vaikutus nikkeliseoshitsien vedyn aiheuttamaan murtumiseen matalissa lämpötiloissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä