Ảnh hưởng của chuyển biến pha đến ứng suất dư khi hàn ống thép EN 10025-2 bằng mô phỏng số
Online First: 25/08/2026
Email tác giả liên hệ:
nhthanh@nute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2026.2512Từ khóa:
Thép EN 10025-2, Chuyển biến pha, Nhiệt độ, Ứng suất dư, Mô phỏng sốTóm tắt
Trường nhiệt độ giữ vai trò qua trọng trong quá trình chuyển biến pha của thép và ảnh hưởng đến quá trình hình thành ứng suất dư. Việc thực nghiệm đo nhiệt độ khi hàn gặp nhiều khó khăn, tốn kém về kinh tế và ảnh hưởng tới sức khỏe của người thợ. Trong nghiên cứu này, sử dụng phần mềm SYSWELD để xác định trường nhiệt độ, ứng suất dư cũng như chuyển biến pha khi hàn đối đầu ống thép cacbon EN 10025-2 có đường kính ngoài D = 150 mm; đường kính trong d = 140 mm và chiều dài mỗi ống là 100 mm. Chu trình nhiệt hàn có ảnh hưởng tới sự hình thành các tổ chức như mactenxit và bainite, đồng thời cũng ảnh hưởng tới khả năng làm việc của kết cấu hàn. Ở khu vực đường hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (AHN) chuyển biến bainite đạt 84 %. Tại điểm bắt đầu và kết thúc đường hàn hàm lượng bainite đạt 53 % và mactenxit là 46,6 %; trong khi đó nồng độ austenite là rất nhỏ khoảng 0,18%. Với hàm lượng bainitee và mactenxit (đây là 2 pha cứng và giòn) cao dẫn đến ứng suất dư kéo theo phương X là 499 MPa và phương Y là 526 MPa cao hơn so với giới hạn chảy của vật liệu, điều này có thể xuất hiện các vết nứt trong quá trình làm việc.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
J. E. Bringas, Handbook of Comparative World Steel Standards, ASTM DS67B, 2nd ed. West Conshohocken, PA, USA: ASTM International, 2004.
K. Weman, Welding Processes Handbook. Cambridge, U.K.: Woodhead Publishing, 2003. DOI: https://doi.org/10.1533/9781855738539
P. V. Ravi, “Solid-state transformations in weldments,” in ASM Handbook, vol. 6, Materials and Applications—Welding, pp. 70–87, 1994. DOI: https://doi.org/10.31399/asm.hb.v06.a0001341
V. D. Toai, “Analysis of temperature field and phase transformation by numerical simulation during welding A516 Grade 70 structural carbon steel,” Journal of Science and Technology, no. 100, Feb. 2022, doi: 10.52923/vmfs.jstm.22022.100.01. DOI: https://doi.org/10.52923/vmfs.jstm.22022.100.01
Y. Cui and G. Yang, “Process optimization simulation of residual stress in martensitic steel considering phase transformation,” Crystals, vol. 15, p. 330, 2025, doi: 10.3390/cryst15040330. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst15040330
S. H. Cho and J. W. Kim, “Analysis of residual stress in carbon steel weldment incorporating phase transformations,” Science and Technology of Welding and Joining, vol. 7, no. 4, pp. 212–216, 2002. DOI: https://doi.org/10.1179/136217102225004257
D. Venkatkumar, D. Ravindran, and B. Selvakumar, “Finite element analysis of heat input effect on temperature, residual stresses and distortion in butt welded plates,” Materials Today: Proceedings, vol. 5, pp. 8328–8337, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.525
J. A. Goldak and M. Akhlaghi, Computational Welding Mechanics. New York, NY, USA: Springer, 2005.
H. K. D. H. Bhadeshia, “Material factors,” in Handbook of Residual Stress and Deformation of Steel, pp. 3–10. Materials Park, OH, USA: ASM International, 2002.
ESI Group, Sysweld 2017 Reference Manual, [CD-ROM]. Paris, France: ESI Group, 2017.
American Welding Society, AWS D1.1/D1.1M:2020, Structural Welding Code—Steel: An American National Standard. Miami, FL, USA: American Welding Society, 2020.
N. H. Thanh and N. T. Duong, “Determining the residual stress of K-welded pipe joint by hole drilling method,” in Lecture Notes in Mechanical Engineering, pp. 1012–1020, 2021, doi: 10.1007/978-981-19-1968-8. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-19-1968-8_86
O. G. Kasatkin, V. F. Vinokur, and V. L. Pilyushenko, "Calculation of Ac1 and Ac3 temperatures for low alloy steels," Metal Science and Heat Treatment, vol. 26, no. 1, pp. 27–31, 1984. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00712859
D. Sebayang et al., “Numerical simulation of distortion and phase transformation in laser welding process using MSC Marc/Mentat,” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, doi: 10.1088/1757-899X/453/1/012020. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/453/1/012020
D. Radaj, Heat Effects of Welding: Temperature Field, Residual Stress, Distortion. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1992. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-48640-1
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Bản quyền (c) 2026 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
