Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69576
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAsst. Prof. Dr. Wasawat Nakkiew-
dc.contributor.advisorAssoc. Prof. Dr. Sermkiat Jomjunyong-
dc.contributor.advisorAsst. Prof. Dr. Anirut Chaijaruwanich-
dc.contributor.authorSomsak Limwongsakornen_US
dc.date.accessioned2020-08-15T03:03:09Z-
dc.date.available2020-08-15T03:03:09Z-
dc.date.issued2017-07-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69576-
dc.description.abstractThe austenitic stainless steel has been known for a good corrosion resistance and mechanical properties. For this reason, they are usually used in several fields such as welding process, food production, and medical equipment. In welding industry of stainless steel, problem of residual stresses occurring in the welded products is major concern, especially in distortion problem of a single-pass weld using tungsten inert gas (TIG) process. This thesis aims to study and analyze the corrosion fatigue under considering residual stresses occurring in the welded products of AISI 304 austenitic stainless steel from the TIG welding process. Moreover, relationship between the residual stresses and the corrosion fatigue was investigated. Experiment and simulation models were performed. Design of experiment (DOE) and research methodology were as follows; 1) In the TIG welding process of AISI 304 austenitic stainless steel, specimens of a single-pass butt weld joint with 150 mm of length are used, 2) To measure the residual stress occurring welded products, X-ray Diffraction (XRD) with measuring 6 points on the welded products is used, 3) Vickers Hardness number (HV) testing is performed to indicate surface hardness of welded products, 4) the corrosion fatigue test with axial stress constant fatigue load is used under 3.5% of NaCl condition at room temperature. FEA models were created using ANSYS software as 3D problems, using Birth & Death technique combined with the Goldak's double ellipsoid heat source. The hardness results showed that highest values were in the HAZ and then the values continuously decreased when the measured points shift out further. The average of HV numbers from the center of the weldment, were 168, 190, 190, 178, 179 and 182 respectively. The residual stress distribution result obtained from FEA model was compared with those obtained from the XRD measurement. It can be seen that, the distance between 0 to 40 mm, the transverse and longitudinal residual stresses results obtained from the XRD were greater than those of FEA model’ s. The magnitude of transverse residual stresses model FEA were -1 8 .0 5 MPa, 2 7 .3 5 MPa, -1 8 .9 7 MPa, - 15.23 MPa, -18.65 MPa, -25.27 MPa and longitudinal residual stress are -123.2 MPa., 186.9 MPa, -299.6 MPa, -204 MPa, -180.1MPa, and -1 5 7 .2 MPa, respectively. At the distance between 0.25 mm to 0.75 mm (HAZ), the residual stresses results were tensile. It was also found that, at the distance from 20 mm to 40 mm, both stresses results tend to be convergent to zero. In FEA models, the corrosion fatigue life presented the maximum value at 10.577×106 cycle occurring on the weld toe of the weldment, while the experiment result presented the corrosion fatigue life at 12×106 cycles. The percentage error of between the FEA model and the actual experiment was about 13.45%.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.titleCorrosion Fatigue Life Predictive Model of 304 Stainless Steel from Tungsten Inert Gas Welding Processen_US
dc.title.alternativeแบบจำลองพยากรณ์อายุความล้าจากการกัดกร่อนของเหล็กกล้ำไร้สนิม 304 จากกระบวนการเชื่อมแบบทิกen_US
dc.typeThesis
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดออสเทนนิติกเป็นวัสดุเพื่อความต้านทานการกัดกร่อนและสมบัติเชิงกลที่ดีด้วย เหตุนี้จึงมักถูกเลือกใช้ในลักษณะงานหลายๆ รูปแบบ เช่น ชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการเชื่อมวัสดุเกรด การผลิตอาหารและอุปกรณ์การแพทย์ ในอุตสาหกรรมกระบวนการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม โดยส่วน ใหญ่จะเกิดปัญหาที่เกิดขึ้นจากความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นในชิ้นงานที่ผ่านการเชื่อม แล้วยังเป็นปัญหาที่ สำคัญ ปัญหาการบิดเบี้ยวที่เกิดจากความร้อน โดยเฉพาะกระบวนการเชื่อมแบบทิก รอยเชื่อมต่อชน แบบชั้นเดียว วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและวิเคราะห์ความล้ำของการกัดกร่อนภายใต้ความเค้น ตกค้างที่เกิดขึ้นจากกระบวนการเชื่อมแบบทิกของเหล็กกล้าไร้สนิม กลุ่มออสเทนนิติก เกรด AISI 304 นอกจากนี้ยังศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นตกค้างและความล้าที่เกิดจากการกัดกร่อน ทำ การทดลองและสร้างแบบจำลองสถานการณ์ โดยการออกแบบการทดลองและมีระเบียบวิธีวิจัยมีดังนี้ ขั้นตอนที่ 1 ในกระบวนการเชื่อมแบบทิก ของวัสดุเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มออสเทนนิติเกรด AISI 304 ชิ้นงานชนิดรอยเชื่อมแบบต่อชน ชั้นเดียวที่มีความยาว 150 มิลลิเมตร ขั้นตอนที่ 2 ในการวัดค่าความ เค้นตกค้างที่เกิดขึ้นในรอยเชื่อม ใช้เทคนิค X-ray Diffraction (XRD) ทำการวัด 6 จุด บนชิ้นงาน ขั้นตอนที่ 3 ในการทดสอบความแข็งแรงที่ผิวขอบรอยเชื่อมใช้เทคนิค Vickers Hardness number (HV) ขั้นตอนที่ 4 การทดสอบความล้าการกัดกร่อนจากเครื่องทดสอบโดยให้แรงตามแนวแกนภายใต้น้ําทะเล (NaCI3.59%) ที่อุณหภูมิห้อง ในการสร้างแบบจําลอง ใช้เทคนิคการไฟในเอลิเมนต์ (FEA) โดยสร้างขึ้นโดยใช้โปรแกรมสําเร็จรูป ANSYS เป็นแบบจําลองแบบ 3 มิติโดยใช้เทคนิคการกําเนิด และความตายของเอลิเมนต์ (Birth & Death) รวมกับแหล่งความร้อนรูปไข่คู่ (Goldak's double ellipsoid) ผลของการวัดความแข็งที่ผิว พบว่าค่าสูงสุดอยู่ในพื้นที่กระทบร้อน (HAZ) แล้วจากนั้นค่าลดลงอย่าง ต่อเนื่อง โดยมีค่าเฉลี่ยของความแข็งที่ผิวจากศูนย์กลางของแนวเชื่อมเท่ากับ 168, 190, 190, 178, 179 และ 182 สเกล HV ตามลําดับ ผลการกระจายตัวของความเค้นตกค้างที่ได้จากแบบจําลอง ไฟในเอลิ เมนต์ นั้นได้นําไปเปรียบเทียบกับผลที่ได้จากการวัดด้วยเทคนิค XRD จะเห็นได้ว่าระยะห่างระหว่าง 0 ถึง 40 มิลลิเมตร ผลของความเค้นตกค้างตามแนวขวางและความเค้นตกค้างตามยาวที่ได้จาก XRD นั้นมากกว่าของแบบจําลองไฟในเอลิเมนต์เล็กน้อยที่สามารถรับได้ ขนาดความเค้นตกค้างตามขวาง ของรอยเชื่อมของแบบจําลองไฟในเอลิเมนต์ คือ -18.05 MPa, 27.35 MPa, -18.97 MPa, -15.23 MPa, -18.65 MPa, -25.27 MPa และความเค้นตกค้างตามยาวของรอยเชื่อม -123.2 MPa, 186.9 MPa, -299.6 MPa, -204 MPa, -180.1 MPa และ 157.2 MPa ตามลําดับ ที่ระยะห่างระหว่าง 0.25 มิลลิเมตร ถึง 0.75 มิลลิเมตร จากพื้นที่กระทบร้อน ผลของความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นคือความเค้นตกค้างแบบแรงดึง นอกจากนี้ยังพบว่าที่ระยะห่างจาก 20 มิลลิเมตร ถึง 40 มิลลิเมตร ผลลัพธ์ของความเค้นตกค้างทั้งสอง มีแนวโน้มที่จะลู่เข้าหาศูนย์กลาง ในแบบจําลองไฟในเอลิเมนต์เพื่อพยากรณ์อายุการล้าการกัดกร่อน แสดงค่าสูงสุดที่ 10.57 x 10" รอบ ที่เกิดขึ้นที่ส่วนบนสุดของรอยเชื่อม ในขณะที่ผลการทดลองแสดง อายุการล้าของการสึกกร่อนที่ 12 x 10" รอบ ร้อยละของความผิดพลาดของแบบจําลองไฟในเอลิเมนต์ และการทดลองจริงเกิดขึ้นประมาณร้อยละ 13.45en_US
Appears in Collections:ENG: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
540651016 สมศักดิ์ ลิ่มวงศกร.pdf7.23 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.