Study on PWHT embrittlement of weld HAZ in Cr-Mo steel

Cr-Mo 鋼 溶接熱影響部의 溶接後熱處理 脆化에 관한 硏究

Post weld heat treatment (PWHT) of weldment of the low alloy Cr-Mo steel, in general, is carried out not only to remove residual stress and hydrogen existing in weldment but to improve fracture toughness of weld heat affected zone (HAZ). There occur some problems such as toughness decrement and stress relief cracking (SRC) in the coarse grained region of weld HAZ when PWHT is practiced. Especially, embrittlement of structure directly relates to the mode of fracture and is appeared as the difference of fracture surface such as grain boundary failure. Therefore, in this paper, the effect of heating rate on PWHT embrittlement under the various kinds of stresses simulated residual stress in weld HAZ was evaluated by COD fracture toughness test and observation of fracture surface. Fracture toughness of weld HAZ decreased with increment of heating rate under no stress, but it was improved to increment of heating rate under the stress. Grain boundary failure didn't almost appear at the heating rate of 600.deg.C/hr but it appeared from being the applied stress of 294 MPa at 220.deg.C/hr and 196 MPa at 60.deg.C/hr.

본 논문에서는 용접열영향부(heat affected zone: HAZ)의 인성에 영향을 미치 는 인자중에서 잔유응력의 영향은 중대한 문제로 주목되고 있으며, 이로 인한 용접재 의 기계적 성질의 저하를 경함하기 위한 방법으로 용접후열처리(post weld heat trea- tment: PWHT)에 의한 제거방법을 이용하고 있다.그러나 이 열처리는 보톤 600.deg. C 이 상의 고온에서 실현되기 때문에 열처리과정에서 템퍼링(tempering)효과로 인한 HAZ의 열화가 때때로 발생하고 있어서 용접 시공상 문제로 되고 있다. 또한 PWHT시에는 가 열중이나 냉각중에도 열처리효과가 진행되고 있다고 볼 수 있으므로, PWHT가열속도는 기계적 성질의 개선이라는 이유외에 경제적 측면에서도 중요시 된다. 특히 용접조직 의 포화는 파괴의 양식에 직접반영되어, 파면형태의 차로 나타나므로, 본 조직의 포화 와 관련시켜 검토하기 위하여 열처리된 HAZ를 대상으로 작용된 응력의 크기와 가열속 도가 HAZ의 파괴인성에 어떠한 영향을 미치는지를 COD파괴인성시험과 미소경도측정, 그리고 주사전자현미경관찰을 통하여 고찰하였다.