Influence of Microstructure on Susceptibility to Weld Defects in Two High Strength Low Alloy Steels

149 Pages·2017·22.79 MB·English

Influence of Microstructure on Susceptibility to Weld
Defects in Two High Strength Low Alloy Steels

by

Amir Keyvan EDALAT NOBARZAD

THESIS PRESENTED TO ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE
IN PARTIAL FULFILLMENT FOR A MASTER’S DEGREE WITH THESIS IN
MECHANICAL ENGINEERING
M.A.Sc.

MONTREAL, JULY 14th, 2017

ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE
UNIVERSITÉ DU QUÉBEC

Amir Keyvan Edalat Nobarzad, 2017
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BOARD OF EXAMINERS

THIS THESIS HAS BEEN EVALUATED

BY THE FOLLOWING BOARD OF EXAMINERS

Mr. Mohammad Jahazi, Thesis Supervisor
Department of mechanical engineering, École de technologie supérieure

Mr. Henri Champliaud, President of the Board of Examiners
Department of mechanical engineering, École de technologie supérieure

Mr. Than Pham, Member of the jury
Department of mechanical engineering, École de technologie supérieure

THIS THESIS WAS PRENSENTED AND DEFENDED

IN THE PRESENCE OF A BOARD OF EXAMINERS AND PUBLIC

JUNE 21ST, 2017

AT ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEUR

ACKNOWLEDGMENT

I would like to take this opportunity to thank my supervisor, Professor Mohammad Jahazi
for his full support, insightful advises and professional manner during my research project.

I take this opportunity to thank Mr. Alexandre Szymanski for all helps and support and
providing useful comments during this research. I would like to thank also Mr. Gil Trigo for
his useful advises.

I would like to acknowledge the endless support of my friends at ÉTS, specially Mr.
Mohammad Saadati, Mr. Hadi Ghassemi, Mr. Hossein Monajati, Mr. Mahdi Massoumi
Khalilabad, Mr. Abdelhalim Loucif, Mr. Samir Mourad Chentouf, Mr. Yasser Zidan, Mr.
Heitham Touazine and Mr. Mario Corbin.

Finally, I would like to thank my lovely family. My wife, Ms. Shiva Moradi and my son,
Alan Edalat Nobarzad without whom I would never finish this thesis.

L’INFLUENCE DE LA MICROSTRUCTURE SUR LA SUSCEPTIBILITÉ AUX
DÉFAUTS DE SOUDAGE DANS DEUX ACIERS FAIBLEMENT ALLIÉS À HAUTE
RÉSISTANCE MÉCANIQUE

Amir Keyvan EDALAT NOBARZAD

RÉSUMÉ

Les causes de fissuration à chaud dans les aciers faiblement alliés à haute résistance
mécanique (HSLA) ont été étudiées et des solutions sont proposées. Les échantillons ont été
soudés selon une configuration en T conservant les paramètres de soudage constants pour les
métaux de base Gr.50 et Gr.80. Des études métallographiques ont été réalisées à l'aide de
microscope optique et électronique. Les métaux de base, la soudure et la zone affectée
thermiquement (HAZ) sont caractérisés et expliqués. Des changements chimiques locaux
dans l’axe central de la soudure ont également été étudiés par analyse dispersive en énergie
(EDS). Toutes les soudures de Gr.80 indiquent la fissuration à chaud dans l’axe central de la
soudure, alors qu'aucune des soudures Gr.50 n'a été fissurée. Ceci peut être expliqué par
l'effet de verrouillage des bras dendritiques secondaires (SDA) dans les métaux de base
Gr.50 qui améliore la résistance de l’axe central de la soudure à la fissuration à chaud. Le
SDA long est attribué à la plus grande taille des grains dans HAZ de Gr.50 comparativement
à la taille de grain du Gr.80. Plus grande sera la largeur du bras dendritique primaire (PDA),
plus un SDA sera long. Les SDA long peuvent se verrouiller facilement, ce qui améliore la
résistance de l’axe central de la soudure contre la fissuration. Une forte contrainte résiduelle
dans le métal de base Gr.80 est également détectée comme facteur contributif. L'existence
d'inclusions nonmétalliques englouties par des porosités de gaz peut aussi faciliter la
propagation des fissures. Enfin, des mesures correctives et préventives ont été suggérées
pour éviter la formation de fissures à chaud.

Mots-clés : défaut de soudure, fissuration à chaud, fissuration lors de la solidification,
HSLA, GMAW.