ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2020;20(9):2235-2243

C I T A T I O N L I N K S

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution-NonCommercial terms.

Experimental Investigation of Electrode Drying and PWHT on Microstructure and Mechanical Properties of P91 Steel Welding Joint

[1] Hydrogen induced cold cracking of creep resistant ferritic P91 steel for different diffusible ... [2] Effect of boron on creep behaviour of inter-critically annealed ... [3] Improvement in creep resistance in modified 9Cr-1Mo steel weldment ... [4] Microstructural stability of modified 9Cr-1Mo steel during long term exposures at ... [5] Estimation of improved productivity based on materials substitution in high temperature applications ... [6] UltraGen: A proposed initiative by EPRI to advance deployment of ultra-supercritical pulverized coal power plant technology with near-zero emissions and ... [7] Microstructure and mechanical property relationship for different heat treatment and hydrogen level in ... [8] P91 and beyond welding the new-generation Cr-Mo alloys for high-temperature service [9] Application of pre-heating in the reduction of residual stress in the repair welds ... [10] Hydrogen-assisted cracking susceptibility of modified 9Cr-1Mo steel and ... [11] Hydrogen induced cold cracking studies on armour grade high strength, quenched and ... [12] Investigation on heat-affected zone hydrogen-induced cracking of high-strength naval steels using ... [13] Pulsed current gas metal arc welding of P91 steels using metal ... [14] Effect of pulse parameters on weld quality in pulsed gas metal ... [15] Multipass pulsed current gas metal ... [16] Transition from type IV to type I cracking in heat-treated grade ... [17] Effect of post weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of hot wire GTA welded joints of ... [18] Study on the effect of post weld heat treatment parameters on the relaxation of welding residual stresses in ... [19] Residual stress distributions in a P91 steel-pipe girth weld before and ... [20] Effect of post weld heat treatments on microstructure evolution and type IV cracking behavior of the ... [21] A comparative study on the effect of GTAW processes on the microstructure and mechanical properties of P91 ... [22] Experimental investigation on microstructure and mechanical ... [23] Finite element analysis of type IV cracking in 2.25Cr-1Mo steel ... [24] Factors affecting type IV creep damage in grade ...

P91 steel is widely used in the construction of power plant components and the wider use of this steel is in the future planning of power plants in Iran. The preheating, the temperature control between the welding passes and the post-welding heat treatment, are required to obtain optimum toughness and creep resistance. Preheating, and most importantly post-heating are essential to prevent hydrogen remaining and the cracking problem. In this study, the effect of post-welding heat treatment (PWHT) and electrode drying on microstructure and mechanical properties of SMAW multi-pass weldment of P91 steel plate was studied by changing post-heating and baking processes. The optical microscope and FESEM microstructural studies, as well as ambient tensile tests, were done on a variety of different conditions from wet electrodes to post heated specimens that were used in order to evaluate the welding characteristics of SMAW process on the mentioned material. It was seen that utilizing wet electrodes with no immediate subsequent post-heating caused a noticeable decrease in tensile, and yield strength. On the other hand, post-heating treatment increases the number of precipitates in the weld metal and HAZ and the size of the primary austenite grains in the weld metal and HAZ becomes more homogeneous.

A B S T R A C TA R T I C L E I N F O

Article TypeOriginal Research

AuthorsNazaralizadeh S.1 MSc,Vaseghi M.*1 PhD,Sameezadeh M.1 PhD

Keywords P91 Steel; SMAW; Tensile Strength; Microstructure

*CorrespondenceAddress: Department of Materials and Metallurgy, Faculty of Mechani-cal and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. Postal Code: 167651719.Phone: +98 (21) 73932694Fax: +98 (21) 77311446m_vaseghi@sbu.ac.ir

1Department of Materials and Metal-lurgy, Faculty of Mechanical and En-ergy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

Article HistoryReceived: May 15, 2020 Accepted: June 22, 2020 ePublished: September 20, 2020

How to cite this articleNazaralizadeh S, Vaseghi M, Samee-zadeh M. Experimental Investigation of Electrode Drying and PWHT on Microstructure and Mechanical Pr-operties of P91 Steel Welding Joint. Modares Mechanical Engineering. 2020;20(9):2235-2243.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران ـــــــــ زادهیساناز نظرعل ۲۲۳۶

۱۳۹۹شهریور ، ۹، شماره ۲۰وره د پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس - ماهنامه علمی

اتیملعکردن الکترود و خشک ریتأث یتجرب یبررساتصال یکیو خواص مکان زساختاریگرم بر رپس

91Pجوش فولاد

MSc زادهیساناز نظرعل

دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید گروه مواد و متالورژی، بهشتی، تهران، ایران

PhD *یواثق دیمج

دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید گروه مواد و متالورژی، بهشتی، تهران، ایران

PhD زادهعیمحمود سم

دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید گروه مواد و متالورژی، بهشتی، تهران، ایران

چکيده

کاررفته در بویلرهای نیروگاهی سراسر دنیا، یکی از پرکاربردترین فولادهای بهریزی آینده تر از این فولاد در برنامهاست و استفاده گسترده P91فولاد یهاسپا نیب ییکنترل دما ،گرمشیپ ندآیفر های ایران قرار دارد. نیروگاه چقرمگیآوردن دستهب منظوربه، یپس از جوشکار یحرارت اتیو عمل یجوشکار از آن گرم و شیپ یاست. کنترل دماها ازیبه خزش مطلوب، مورد نت و مقاوم اریو مشکل ترک بس دروژنیماندن هیاز باق یر یجلوگ یبراگرم پس ترمهم

کردن و خشک PWHTدر این مقاله تأثیر عملیات حرارتی است. یضرور تحت جوشکاری قوسی با ۹۱الکترود بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد گرید

منظور بررسی است. بهالکترود دستی چند پاسه مورد بررسی قرار گرفته خصوصیات جوش، پس از اعمال سه سیکل مختلف جوشکاری، مطالعات

و همچنین FESEMوسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی ریزساختاری بهداد استفاده از الکترود نشان آزمون کشش در دمای اتاق، انجام شد. نتایج

گرم بلافاصله پس از جوشکاری، استحکام نهایی پسمرطوب و عدم استفاده از است. از سوی دیگر، انجام و تنش تسلیم را به میزان قابل توجهی کاهش داده

شده و HAZدر فلز جوش و ش تعداد رسوباتگرم سبب افزایپسعملیات شود.تر می، همگنHAZهای آستنیت اولیه در فلز جوش و اندازه دانهریزساختار ، جوشکاری قوسی با الکترود دستی، استحکام کششی،P91فولاد :هاکلیدواژه

۲۶/۰۲/۱۳۹۹ تاريخ دريافت: ۰۲/۰۴/۱۳۹۹ تاريخ پذيرش:

m_vaseghi@sbu.ac.irنويسنده مسئول: *

مقدمه ینفت عیدر صنا ۱۹۳۶در سال برای اولین بار 9Cr-1Moاز فولاد

P22 ای 2.25Cr-1Moبا فولاد سهیدر مقااستفاده شد، این فولاد فولادهای کروم از خود نشان داد. یبهتر یونیداسیخواص اکسدلیل داشتن هدایت حرارتی زیاد، ضریب انبساط حرارتی مولیبدن به

خوردگی زیاد، قابلیت جوشکاری خوب، مقاومت کم، مقاومت به های خوردگی تنشی و مقاومت خوب به اکسیداسیون بالا به ترک

ها استفاده های زنگ نزن در نیروگاهعنوان جایگزینی برای فولادبههای دار در نیروگاهشوند. امروزه از فولادهای کروم مولیبدنمی

استفاده ٦٠٠- ٦٥٠°Cای و حرارتی در محدوده دمایی هستههای حرارتی، از دهه در نیروگاه Mo1-Cr9فولادهای ]1[شودمیمورد استفاده قرارگرفتند و همواره کارایی آنها از طریق بهبود ١٩٧٠

در . ]2-4[استترکیب شیمیایی در حال پیشرفت و بهبود پیاپی بودهو یکیبا خواص مکان افتهیبهبود 9Cr-1Moفولاد ١٩٨٧سال

لرهایدر بو 9Cr-1Moبا فولاد سهیدر مقای بالاتر یاستحکام خزش .]5[ورد استفاده قرار گرفتم

م از با افزودن مقادیر ک 9Cr-1Moامروزه، مقاومت خزشی فولاد عناصر کاربیدزا و نیتریدزا مانند وانادیوم و نیوبیوم به همراه کنترل

صورت بهبود است و این فولاد بهمیزان نیتروژن، افزایش یافته Grade 91 (X10CrMoVNb 9-1) ،P91یافته و به نام فولاد

برای صفحه ASTMA387برای تیوب و T91برای پایپ، سببفولاد، نیدر انیوبیوم و وانادیوم وجود .]1[شودشناسایی می

ومیوبیو ن ومیواناد یدیتریو کاربون یدیکارب زیذرات ر جادیاشده و منجر به حفظ و پایداری صورت پراکنده در ساختار به

بالا یو دماها یطولان یهادر زمانساختار و استحکام بالا با سهیدر مقاد این فولاد دلیل استحکام خزشی زیا. به]5[شودمیتر استفاده کرد آن را در مقاطع نازک توانمی یتیفر یفولادها ریسا

شود و می یحرارت یو خطر ترک خستگ هانهیهز کاهشموجب که ₂COعلاوه بر این، افزایش بازده نیروگاه باعث کاهش میزان

.]6[شودمیهای قوسی از قابلیت جوشکاری با بسیاری از روش P91فولاد

، جوشکاری (SMAW)جمله جوشکاری قوسی با الکترود دستی و (GTAW)قوسی با الکترود تنگستن به همراه گاز محافظ

نیا یکه رو یهر فرآیند. ]7[را دارد )SAW(جوشکاری زیرپودری اتیلبا عم دیساختار آن شود با رییفولاد انجام شود و باعث تغ

شامل P91یک قطعه جوشکاری شده فولاد گردد. اصلاح یحرارتخود HAZاست و منطقه HAZفلز پایه، فلز جوش و منطقه

، متأثر از (CGHAZ)دارای سه منطقه متأثر از حرارت درشت دانه )ICHAZ(و متأثر از حرارت بحرانی )FGHAZ(حرارت ریز دانه

در ساختار رییباعث تغ یجوشکار با توجه به اینکه فرآیند . ]1[است، نیاز به عملیات حرارتی بعد از جوشکاری در شودفولاد می نیا

برای هر قطر و ضخامتی ضروری است. فرآیند عملیات P91آلیاژ دیفاکتورها در تول نیتراز مهم یکی (PWHT)گرم حرارتی پس

نکهیاز ا نانیبا اطم دیاست که با شده یموفق قطعات جوشکار انجام گردد. در ،انددهیمناسب رس یتمام نقاط جوش به دما

ساختار ، رویتمپر مناسبیک عملیات حرارتی فرآیند نیا قتیحق ].8[است ازیمورد ن چقرمگی به یابیدست یبرا یتیمارتنز

جوشکاری قطعاتوجودآمدن ریزساختار غیر تعادلی در علاوه بر به Hydrogen-assisted)هیدروژنیهای ، ترکP91شده در فولاد

cracking-HAC) .نیز از معضلات جدی در این فولادها هستنددهد که در قطعات جوشکاری شده زمانی رخ می HACطور کلی به

مانده کششی بالا و ریزساختار مستعد هیدروژن کافی، تنش باقی. ]9[به ترک همزمان در قطعه جوشکاری شده وجود داشته باشند

است که البته هیچ پیشنهاد شده HACهای مختلفی برای مکانیزمطور کامل توجیه کند و اختلافات را به HACتواند یک از آنها نمی

زیادی با یکدیگر دارند. آنچه که در مورد آن بین محققین اجماع

P91 ۲۲۳۷اتصال جوش فولاد یکیکانمو خواص زساختاریگرم بر رپس اتیکردن الکترود و عملخشک ریتأث یتجرب یبررســــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                 Volume 20, Issue 9, September 2020

.در جوش است HACاست، یک سری اتفاقات پی در پی منجر به های ری قوسی، مولکولرطوبت موجود در اطراف اتمسفر جوشکا

کند. های هیدروژن را ایجاد میهای هیدروژن و یونهیدروژن، اتم یهاونیو دروژنیه یهااتم دروژن،یه یهاملکولسپس

شوند. هنگام سردشدن در حوضچه مذاب جوش حل می دروژنیهشود. هیدروژن و انجماد، فلز جوش از هیدروژن فوق اشباع میرا دارد. با HAZفوق اشباع در فلز جوش تمایل به مهاجرت به

توجه به اینکه میزان حلالیت هیدروژن در آستنیت بیشتر است، در یدروژن از فلز ساختار آستنیتی داشته باشد، ه HAZکه صورتی

کند، اما اگر نفوذ می HAZجوش و از خط مرزی منطقه مذاب به قبل از منطقه HAZساختار منطقه جوش آستنیتی باشد (یعنی

جوش استحاله کرده باشد) هیدروژن درون منطقه جوش باقی حل HAZماند. زمانی که هیدروژن در آستنیت فلز جوش یا میآستنیت به مارتنزیت یا بینیت است، هنگام سردشدن سریع، شده

صورت واقعی شود. حالا هیدروژنی که بهمستعد به ترک تبدیل میدر آستنیت حل شده بود، در مارتنزیت یا بینیت و با انرژی بالا

ها شود. هیدروژن پر انرژی به دنبال عیوب و ناپیوستگیحبس میها مکانشوند. به این شود و در این مناطق جمع میبرای نفوذ می

مانده در قطعه جوشکاری شده، گویند. تنش کششی باقیتله میکه در اثر تغییرات حجمی ناشی از استحاله به وجود آمده و در اثر

است، با هیدروژن تجمع یافته های خارجی تشدید شده محدودیتهای ساختار، آنها را کردن ناپیوستگیشود تا با بزرگوارد عمل می

ند. هیدروژن تجمع یافته احتمالا باعث تبدیل به ترک ککه یک شود. زمانیدادن پیوستگی استحکام شبکه فلزی میکاهش

شود، تا وقتی غلظت هیدروژن وجود دارد رشد ترک ایجاد میکند. با رشد ترک، نوک ترک از محل تجمع هیدروژن دور میکند و شرایط را شود. سپس هیدروژن به نوک ترک نفوذ میمی

.]9-12[کندادامه رشد ترک مهیا میبرای ترین راه احتمالا، کاهش سرعت سردکردن قطعه جوشکاری عملی

کردن سرعت سردشدن، به است. کم HACبرای کاهش خطر دهد که خارج شود. هیدروژن داخل جوش فرصت بیشتری می

سردشدن آهسته امکان ایجاد ریزساختار فریتی و پرلیتی، که بینیت کمتر مستعد ترک هستند، را نیز نسبت به مارتنزیت و

های کند. از طرفی افزایش حرارت ورودی یکی از راهفراهم میکاهش نرخ سردکردن جوش است؛ اما این راه ممکن است باعث

ترین و افت خواص مکانیکی در قطعه شود. درنتیجه، سادهگرم قطعاتی که ترین راهکار برای کاهش خطر ترک، پیشگستردهگرم باعث کاهش ست به یکدیگر جوش داده شوند. پیشقرار ا

و آلبرت. ]11[شودسرعت سردشدن قطعه بعد از جوشکاری میهر دو ناحیه فلز Mo1-Cr9گزارش دادند که در فولاد ]10[همکاران ماگودیسوارانهای هیدروژنی هستند. مستعد ترک HAZجوش و

تمپر، -با آزمایش روی فولاد استحکام بالا و کوئنچ ]11[همکارانو تمپر -گزارش کردند که مواد مصرفی جوشکاری در فولادهای کوئنچ

با ]12[یوهای هیدروژنی دارد. در بروز ترکنقش بسیار مهمی

به HSLA-100 ،HY-100، BA-160بررسی سه فولاد متفاوت رارت نسبت به این نتیجه رسید که منطقه درشت دانه متأثر از ح

کردن و گرم، بیشتر مستعد ترک است. همچنین پیشHAZکل شود.گرمای ورودی بالا، باعث کاهش تمایل به ترک در فلز می

ترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت و خواص مکانیکی یکی از مهمو کریشنان کردن متغیرهای جوشکاری است.اتصال جوش، بهینه

برای )P-GMAW(از جوشکاری قوس گاز پالسی ]13[همکاراندر یک پاس استفاده mm١٢با ضخامت P91های جوشکاری ورق

کردند، آنها گزارش دادند که بهترین نتایج جوشکاری در سرعت و ورودی گرمای A٢٧٠، شدت جریان mm/min٣٢٠جوشکاری

kJ/mmاست. از نتایج بسیار مهم دستیابی به دست آمده ٣٨/١ ١٠٤-J١٢٧و استحکام ضربه ٨١٢-٨٤٩ Mpaتحکام کششی به اس

است. سایر نویسندگان با استفاده از همین فرآیند، گزارش شده کاهش چشمگیر نقایص ناشی از فرآیند جوشکاری نظیر پاشش،

]14 ,15[اندتخلخل جوش و کاهش عدم نفوذ را گزارش کردهدماهای گرم را در عملیات حرارتی پس ]16[و همکاران وانگ

انجام داده و خاطرنشان كردند كه با P91مختلف بر روی جوش ه ب IVانتقال ترک از نوع ٨٤٠°Cبه ٦٠٠گرم از تغییر دمای پس

دهد. در حقیقت، بر این باور رخ می ICHAZدر Iترك از نوع 1Acگرم بیش از دمای بحرانی سکنند که اگر دمای پتأکید می

غیرممکن PWHTتوسط ICHAZ بردنفلز پایه نباشد، از بین 91Pبر فولاد PWHTتأثیر ]17[و همکاران شارمااست. اخیراً شده را مورد مطالعه قرار داده و گزارش دادند كه جوش داده

های بهترین شرایط برای تحصیل بیشینه استحکام مکانیکی لولهاست. در ٧٦٠°Cدر ساعت ٢به مدت PWHTجوش داده، انجام

شده استفاده شد که با سیم حرارت گرم TIGاین مطالعه از فرآیند در اینصورت امکان عبور گرمای کمتری به اتصالات جوش فراهم

، گزارش ]18[و همکاران ونکاتارساند. را به حداقل می HAZشده و ٧٧٠°Cباید در آن انجام شود، PWHTدادند كه بیشینه دمایی كه

همیشه باید كمتر از درجه حرارت شروع PWHTدمای است و باشد. 1Acآستنیت انجام شد، بالاترین ]19[و همکاران پادآ ای که توسطدر مطالعه

) گزارش شده است که در نزدیکی مرز MPa٦٠٠تنش پسماند (و به سمت ریشه جوش در هر دو نمونه جوش داده HAZبیرونی

های عنوان یک نتیجه از حضور تنشگرم شده بود. بهشده و پسها در این جوش IVهای خزشی زودرس نوع پسماند، شکست

های ، تنشPWHTمشاهده شد. با این حال، پس از انجام کاهش یافت. HAZدر مجاورت MPa٥٠پسماند به حدود

های ای که بالاترین سطح تنشمنطقه PWHTنظر از صرفبوده و ICHAZنطقه مگیری شده را دارد، همواره پسماند اندازه

است. IVترین ناحیه به ترک نوع حساسهای فولاد های خزش را روی نمونهآزمون ]20[و همکاران پاندیP91 شده در دو حالت پس از جوشکاری و پس از جوش داده

و در دمای MPa٢٠٠تا ١٥٠وده تنش گرم در محدعملیات پس

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران ـــــــــ زادهیساناز نظرعل ۲۲۳۸

۱۳۹۹شهریور ، ۹، شماره ۲۰وره د پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس - ماهنامه علمی

C°ها داشتن نمونهبارگذاری کردند. عملیات حرارتی شامل نگه ٦٢٠کردن در هوا و ساعت و سپس خنک ٢به مدت ٧٦٠°Cدر دمای

دهی تا منطقه تشکیل آستنیت در متعاقب آن مجدداً حرارتC°ساعت و در ادامه نگهداری مجدد در ١به مدت ١٠٤٠C°به ٧٦٠

کردن در هوا است. این عملیات ساعت و در پایان خنک ٢مدت ها ای باعث افزایش عمر خزشی نمونهطور قابل ملاحظهحرارتی به

شود.می MPa١٥٠ویژه برای تنش بههای ها در صنایع نیروگاهی، جوشکاریترین نگرانییکی از بزرگ

در آن از الخصوص بویلرها است که عموماً های فلزی علیسازهشود. در بویلرهای نیروگاهی فولادهای آلیاژی پر کروم استفاده می

های تخریب فراوانی نظیر خزش، خوردگی، خستگی، مکانیزمشود و در نتیجه تمام اکسیداسیون و غیره سبب زوال اجزاء آن می

یا بخشی از آن اجزاء بایستی تعویض گردد. در این حالت ممکن های براساس دستورالعمل جوشکاری دلایل مختلفاست به

استاندارد قابل انجام نباشد. لذا با توجه به اینکه احتمال شدن الکترودها در داخل بویلرها بسیار بالاست، آیا عملیات مرطوب

تواند بر ریزساختار تأثیرگذار باشد و آثار حرارتی متعاقب آن میی شده مخرب جذب رطوبت را از بین ببرد؟ در این پژوهش سع

سیکل جوشکاری و ٣است با طراحی و پیاده سازی صنعتی گرم متعاقب آن، تحولات ریزساختاری و عملیات حرارتی پس

تغییرات خواص مکانیکی از جمله خواص کششی در نواحی فلز بندی بررسی شود. در پایان پس از جمع HAZجوش، فلز پایه و

گرم جام عملیات پسنتایج، آثار جوشکاری با الکترود مرطوب و ان شود.ارائه می P91بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد

مواد و روش تحقیقمنظور بررسی تأثیر عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی و به

mm٢٠با ضخامت A387-91ریزساختار اتصال جوش، از صفحه DPو WNP،DNPاستفاده شد. سه حالت جوشکاری با کدهای

شد.در نظر گرفته ١مطابق جدول

هامراحل ساخت نمونه )١جدول گرموضعیت الکترود/وضعیت عملیات پسکد نمونه

WNPگرمالکترود مرطوب/بدون عملیات پس

DNPگرمالکترود خشک/بدون عملیات پس

DP/گرم در دمای ساعت پس ۲الکترود خشکC°۳۰۰

٣±mm١صورت لب به لب و به فاصله به ١ها مطابق شکل صفحه

کنار یکدیگر قرار گرفتند. در ٧٥°و با درز جوش جناقی با زاویه شده قبل از جوشکاری نشان نمای کلی از قطعه ساخته ٢شکل

است. جهت حفظ فاصله و جلوگیری از تاب برداشتن داده شده شد. تامین بند گذاشتهها حین جوشکاری، در پشت کار پشتصفحه

گرم و حفظ گرم و پسهای پیشحرارت لازم جهت عملیات حرارتیهای سرامیکی انجام شد. پس از حرارت بین پاسی توسط المنت

گرم، دمای صفحات طبق سازی قطعات، جهت انجام پیشآماده شد.رسانده ٢٠٥°Cدستورالعمل به کمک المنت حرارتی به

-ER90Sبا الکترود GTAWبرای اولین پاس جوشکاری از روش

B9 به قطرmmشد. در راه با گاز محافظ آرگون استفادههم ٤/٢و با الکترود SMAWروش های دوم و سوم، جوشکاری بهپاس

E9015-B9 با قطرmmو از پاس چهارم به بعد از همان ٢/٣شد. ترکیب شیمیایی الکترودها در استفاده mm٤الکترود با قطر

است.آورده شده ٢جدول

ها برای جوشکاری (ابعاد به رارگرفتن صفحهزنی و کنار هم قنحوه پخ )١شکل

mm(

پس الف) نمای بالا؛ شده قبل از جوشکارینمای کلی از قطعه ساخته) ٢شکل بندهاب) پشت قطعه و پشت، زنیاز پخ

ترکیب شیمیایی الکترودهای مصرفی )٢جدول

E9015‐B9ER90S‐B9الکترود

ترکیب شیمیایی (درصد وزنی)

C۰۹/۰ ۱۱/۰

Si۲۲/۰ ۳۱/۰

Mn۵۵/۰ ۳۱/۰

P۰۰۸/۰ ۰۱۱/۰

S۰۰۲/۰ ۰۰۶/۰

Cr۶۸/۸ ۴/۸

Ni۴۹/۰ ۸/۰

Mo۸۸/۰ ۸۸/۰

Nb۰۶/۰ ۰۶/۰

Cu۱/۰ ۱/۰˂

V۱۹/۰ ۲۶/۰

P91 ۲۲۳۹اتصال جوش فولاد یکیکانمو خواص زساختاریگرم بر رپس اتیکردن الکترود و عملخشک ریتأث یتجرب یبررســــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                 Volume 20, Issue 9, September 2020

بالاتر نرود. ٣٠٠°Cدمای قطعه در حین جوشکاری کنترل شد تا از پس از هر پاس جوشکاری، برس زنی و سنگ زنی برای تمیزکردن سطح انجام شد. میزان شدت جریان، ولتاژ و سرعت جوشکاری

انتخاب شد. پس از اتمام ٣براساس دستورالعمل و مطابق جدول جوشکاری در هر مرحله آزمون رادیوگرافی بر روی جوش انجام شد

گیری صورت گیرد. با ناطق عاری از عیب نمونهکه تا حد امکان از متوجه به اینکه الکترودهای مصرفی در این پروژه نیاز به

ساعت قبل از ٢٤کردن نداشت، بسته بندی الکترود خشکبندی خارج شدند تا رطوبت جوشکاری باز شد و الکترودها از بسته

نده محیط بر آن اثر کند (لازم به ذکر است طبق توصیه شرکت ساز (ESABAB, Sweden) ١٢بندی بیش از در صورت بازشدن بسته

که مطابق با DP ساعت، الکترودها نیاز به بازپخت داشتند). قطعهگرم برایش تعریف شده بود بلافاصله پسعملیات حرارتی ١جدول

پس از اتمام جوشکاری تحت عملیات حرارتی به کمک المنت در ت قرار گرفت و نهایتاً تمام ساع ٢به مدت ٣٠٠±٣٠° Cدمای

قطعات با فاصله زمانی زیاد پس از جوشکاری تحت عملیات ساعت قرار ٢به مدت ٧٤٥±١٥ °Cدر دمای PWHTحرارتی گرفتند.

WNP, DNP, DPشرایط جوشکاری قطعات )٣جدول دوم به بعد اول شماره پاس

نوع جوشکاریجوشکاری قوسی با

الکترود تنگستن به همراه (GTAW)گاز محافظ

جوشکاری قوسی با الکترود دستی

(SMAW)

الکترود ER90S-B9 E9015-B9نوع

۴و ۴/۲ ۲/۳(mm)قطر

شدت جریان DCEN DCEP نوع ۱۵۰ - ۱۰۰ ۱۷۰ - ۱۱۰ (A) آمپراژ

۱۸ - ۱۶ ۲۱ - ۲۰ (V)ولتاژ (cm/min) ۱۰ - ۱۵ ۵ - ۹ سرعت جوشکاری

روش اسپکترومتری نشر نوری و با دستگاه مدل آنالیز شیمیایی بهFoundry Master-Pro شد. از فلز پایه و سایر نواحی انجام

مقطع از یمتالوگراف یهاساختار قطعات، نمونهز یر یمنظور بررسبه ه،یفلز پا یدر نواح DPو WNP ،DNPاز قطعات کیهر عرضی

,CGHAZ) ثر از جوشأمت هیفلز جوش و سه منطقه از ناح

FGHAZ, ICHAZ) استاندارد مطابقASTME3-11 و یساز آماده تالیو با محلول نا ASTM E407-07استاندارد با مطابق سپس

مطابق با استاندارد مذکور مناطق یاز تمام اچ شدند. %٢ASTME883-11 یهادانه اندازه شد و هیته یمتالوگراف تصاویر

مطالعه ASTME112-13مطابق با استاندارد زین هیاول تیستنآ شد. FESEMها توسط تر ریزساختار تمام نمونهمنظور بررسی دقیقبه

، WNPمورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. از هر یک از قطعات DNP وDP صورت عرضی چهار نمونه آزمون کشش کوچک گرد، به

شد. قطر ت میانی نمونه باشد، تهیه به نحوی که جوش در قسممنظور در نظر گرفته شد و به mm٨ها در قسمت سنجه، نمونه

رخداد شکست در منطقه جوش، در قسمت وسط نمونه و در ناحیه طراحی و اعمال شد. شکل mm٢جوش شیاری به عمق

گیری در شکل های آزمون کشش، ابعاد آنها و موقعیت نمونهنمونهوسیله دستگاه کشش است. آزمون کشش بهشده نشان داده ٣

انجام شد. mm/min١در دمای اتاق و با سرعت SGM-50مدل های صورت گرفته ارائه گردیده و مورد بحث در ادامه نتایج بررسی

است.قرار گرفته

)mmهای آزمون کشش (ابعاد به نمونه )٣شکل

نتایج و بحث آنالیز ترکیب شیمیایی

، WNPنتایج آنالیز ترکیب شیمیایی فلز پایه و فلز جوش قطعات DNP وDP است. مقایسه تطبیقی نتایج آورده شده ٤در جدول

شده با ترکیب شیمیایی استاندارد آلیاژهای فولادی آنالیز انجامدهد که ترکیب شیمیایی فلز پایه و جوش در تمامی نشان می

ASTMب شیمیایی فولاد است. ترکی P91قطعات از جنس فولاد

A387-91 است.نیز برای مقایسه در جدول مذکور آورده شده آزمون کشش

، چهار نمونه آزمون کشش DPو WNP ،DNPاز هر یک از قطعات ها شد و آزمون کشش روی نمونهگرد شیاردار در ناحیه جوش تهیه

انجام شد. با توجه به تمرکز تنشی که در اثر شیار روی منطقه ها از منطقه جوش شکسته شدند و وجود آمد، کلیه نمونهجوش به

های به دست آمده از بدین ترتیب امکان مقایسه بین استحکامات در نمودار کرنش این قطع-جوش ایجاد شد. نمودار تنش ناحیه

است. نشان داده شده ١نتایج آزمون کشش اتصال جوش قطعات آورده شده ٥در جدول

WNPطور متوسط استحکام کششی حالت است و براساس آن بهکه DNPو DPبود که در مقایسه با دو حالت MPa۱۰۰۳معادل

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران ـــــــــ زادهیساناز نظرعل ۲۲۴۰

۱۳۹۹شهریور ، ۹، شماره ۲۰وره د پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس - ماهنامه علمی

بودند، به مقدار معناداری کمتر MPa١٢٢٩و MPa١١٤٤به ترتیب دهد که میزان استحکام کششی و تسلیم بود. این نتایج نشان میاست به مراتب کمتر استفاده شده نشده زمانی که از الکترود خشک

است. در این هایی است که در آنها الکترود خشک شدهاز نمونهطریق رطوبت حالت، عملاً با افزایش میزان هیدروژن نفوذی از

ها، میزان حفرات ریز درون قطعه در منطقه جوش افزایش الکترودبا توجه به منابع علمی، .]1[یابدیافته و میزان استحکام کاهش می

هایی دست آمده از آزمون کشش منطقه جوش، در نمونهنتایج بهاست، در محدوده قابل قبول فولاد که در آنها الکترود خشک شده

91P 1 ,7[اردقرار د[.

ترکیب شیمیایی فلز پایه و فلز جوش و مقایسه با ترکیب استاندارد )٤جدول

(درصد وزنی)ترکیب شیمیایی جنسCSiMnPSCrMoNiAlNbVN

۰۸/۰فلز پایه ۱۷/۰ ۴۴/۰ ۰۰۷/۰ ۰۰۰۷/۰ ˂ ۶/۸ ۸۹/۰ ۲۷/۰ ۰۱/۰ ۰۸/۰ ۲/۰ ۰۴۵/۰ - الکترود مرطوبگرم بدون عملیات پس(WNP)

۰۷/۰ ۱۹/۰ ۶۳/۰ ۰۰۶/۰ ۰۰۰۷/۰ ˂ ۹/۸ ۹۳/۰ ۶۵/۰ ۰۰۵/۰ ۰۵/۰ ۲۲/۰ ۰۵/۰

- الکترود خشک گرم بدون عملیات پس(DNP)

۰۷/۰ ۲۳/۰ ۶۵/۰ ۰۰۷/۰ ۰۰۰۷/۰ ˂ ۹/۸ ۹۱/۰ ۶۳/۰ ۰۰۴/۰ ۰۶/۰ ۲۴/۰ ۰۷/۰

- الکترود خشکگرم در ساعت پس ۲

۳۰۰ (DP)C°دمای ۰۹/۰ ۲۵/۰ ۶۵/۰ ۰۰۶/۰ ۰۰۰۷/۰ ˂ ۱۱/۹ ۹۳/۰ ۷۰/۰ ۰۰۴/۰ ۰۶/۰ ۲۴/۰ ۰۳/۰

ASTMA387۱۵/۰۶-۰/۰ ۵۶/۱۸-۰/۰ ۶۶/۲۵-۰/۰ ۰۲۵/۰˂ ۰۱۲/۰˂ ۶۰/۹۰-۹/۷ ۱۰/۸۰-۱/۰ ۴۳/۰≤ ۰۲/۰≤ ۱۱/۰۵-۰/۰ ۲۷/۱۶-۰/۰ ۰۸۰/۰۲۵-۰/۰

DP ج)، DNP ب) ،WNPنمودارهای کشش در قطعه: الف) )١نمودار

P91 ۲۲۴۱اتصال جوش فولاد یکیکانمو خواص زساختاریگرم بر رپس اتیکردن الکترود و عملخشک ریتأث یتجرب یبررســــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                 Volume 20, Issue 9, September 2020

WNP ،DNP ،DP هاینتایج آزمون کشش نمونه )٥جدول نمونه کد Ys(MPa) UTS(MPa) %El

WNP۹۰۱ ۱۰۰۳ ۸/۲۱

DNP۱۰۸۳ ۱۲۲۹ ۲/۲۳

DP۱۰۴۳ ۱۱۴۴ ۵/۲۴

دارای ریزساختار سخت باشد، HAZکه منطقه جوش یا زمانی

رود. ترک هیدروژنی در های هیدروژنی بالا میاحتمال بروز ترکشده در فاز آستنیت، حین تر است. هیدروژن حلدمای اتاق متداول

شود. هیدروژن گیر سردشدن، به مارتنزیت مستعد ترک تبدیل میاد عیوب و ل شبکه باعث ایجپر انرژی با نفوذ در داخ افتاده

مانده یا اعمال تنش خارجی شود. وجود تنش باقیناپیوستگی میشده و شده وارد عمل شده، با هیدروژن انباشتهبه قطعه جوش داده

در ]9[کندای، آن را تبدیل به ترک میکردن جدایش شبکهبا بزرگد واقع ذرات هیدروژن با کاهش استحکام چسبندگی فلز در ایجا

.]1[ترک نقش دارند بررسی ریزساختار

اثر عملیات حرارتی، در آن تغییرات و ریزساختار بررسی جهتتصویر ٤مطالعات میکروسکوپی نوری و الکترونی انجام شد. شکل

توان می ٤دهد. در شکل میکروسکوپ نوری فلز پایه را نشان میهای مارتنزیتی را ملاحظه کرد. آستنیت اولیه و بستهمرزهای دانه

(فلز پایه) P91فولاد FESEMتصویر ریزساختار ٥در شکل طور که در است. همانده شده شده در این تحقیق آور استفادههای مارتنزیت الف مشخص است، ریزساختار شامل لایه -٥شکل

تمپر شده همراه با رسوبات ریز و درشت در طول مرزدانه و داخل که (به طوری 6C23Mشامل 91Pها است. رسوبات فولاد لایه

M=Cr, Fe, Mo, Mn و (MX به طوری) کهM= b وX= C, N (زنند، در بر روی مرزها جوانه می 6C23Mوبات درشت هستند. رس

]7 ,زننددر داخل زمینه و مرزها جوانه می MXکه رسوبات ریز حالی

ب نحوه توزیع و اندازه رسوبات (سفید رنگ) در -٥در شکل .21[ است. مرزدانه و زمینه فلز پایه مشخص شده

میکروسکوپ شده با گرفته ٥٠٠بزرگنمایی باتصویر ریزساختار فلز پایه )٤شکل نوری

های آستنیت اولیه و داخل زمینه فلز پایه: توزیع رسوبات در مرزدانه )٥شکل

٢٥٠٠٠و ب) در بزرگنمایی ٣٠٠٠الف) در بزرگنمایی

است. در ارایه شده ٣و ٢ هایرسوبات در نمودار EDSآنالیز فقیر از کروم و 6C23Mموید حضور رسوبات EDSآنالیز ٢نمودار

های آستنیت اولیه است، در حالی که مولیبدن در امتداد مرزدانه MX دهنده حضور رسوبدرصدهای بالاتر نایوبیوم و وانادیم نشانبالاتر منگنز و گوگرد یغنی از نایوبیوم و وانادیم است. درصد وزن

نالیز آ ٣در نمودار است. از طرفی MnSدهنده تشکیل رسوب نشانEDS 6حضور رسوباتC23M درشت غنی از آهن، کروم و مولیبدن

و کربونیتریدهای حاوی نایوبیوم و وانادیم که در امتداد مرزها .]2 ,7[کنداند، را تأیید میرسوب کرده

MX رسوب EDSآنالیز )٢نمودار

6C23M رسوب EDSآنالیز )٣نمودار

ساختار مناطق مختلف قطعه جوشکاری شده بعد از ٦شکل دهد. را نمایش می PWHTجوشکاری و بدون عملیات حرارتی

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــو همکاران ـــــــــ زادهیساناز نظرعل ۲۲۴۲

۱۳۹۹شهریور ، ۹، شماره ۲۰وره د پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس - ماهنامه علمی

شود، فلز جوش دارای الف دیده می -٦همانند آنچه در شکل های ستونی است. در این شکل لایه ساختار مارتنزیتی تمپر نشده

نیز ]22[بادکاو وراو ]7[و همکاران پاندیشوند. به وضوح دیده می اند.ساختاری مشابه را قبلاً ارائه داده

مناطق اطراف فلز جوش بسته به اینکه در حین جوشکاری تا چه وجود را به HAZهای مختلفی از اند، حوزهدمایی حرارت دیده

ریباً که تق 3Acبیشترین دما را (بالاتر از CGHAZآورند. منطقه میC°در این دمای بالا رسوباتی که از رشد کند.است) تحمل می ٩٢٥های کنند، حل شده و دانههای آستنیتی جلوگیری میدانه

آستنیتی درشتی که در حین سردشدن به مارتنزیت تبدیل های آستنیت اولیه در ب. مرزدانه -٦شود شکل شوند، ایجاد میمی

این شکل به وضوح قابل ملاحظه است.یشتر شود، از حرارتی که فلز پایه هر چه فاصله از منطقه جوش ب

تری بنابراین آستنیت ریز دانه شود کاسته شده ومتحمل می(FGHAZ) احیه رسوبات ج. در این ن -٦شود شکل تشکیل می

طور کامل حل شوند، بنابراین در ساختار، مارتنزیت توانند بهنمیهای در لوله .]23[تمپر شده همراه با رسوبات ریز و درشت وجود دارد

یف از ناحیه ضع IVهای متداول نوع ، ترکP91شده جوشکاریFGHAZ ای که بیشترین دما در محدوده شوند. در ناحیهشروع می

دلیل اینکه تنها قسمتی از ساختار است، به 1Acو 3Acدمایی بین مخلوط دارد و این منطقه است، ساختاری به آستنیت تبدیل شده

ICHAZ صورت جزئی حل ود. در این ناحیه رسوبات بهشاطلاق مید همچنین -٦شوند شکل مانده درشت میشوند و رسوبات باقیمیدلیل قرارگرفتن در معرض حرارت حین جوشکاری، مارتنزیت به

. ریزساختار این ناحیه شامل ]23 ,24[شودخود به خود تمپر میتنزیت تمپر های ستونی جدید و مار های مارتنزیتترکیبی از لایه

ICHAZهای علمی، در شده هم محور است. براساس گزارش 6C23Mمرزهای آستنیت اولیه و مرزهای فرعی دارای رسوبات

که رسوبات ظریف کربونیترید وانادیوم و نیوبیوم هستند، در حالی نیز همانند ICHAZهم در مرزدانه و هم داخل زمینه قرار دارند و

FGHAZ مستعد ترک نوعIV برای غلبه بر گرادیان .]7 ,24[استتار قطعات جوشکاری شده هایی که در ریزساخسختی و اختلاف

91P ،وجود داردPWHT 7 ,11[الزامی است[. دهد. نشان می PWHTرا پس از P91ریزساختار فولاد ٧شکل

های مارتنزیت ستونی تمپر صورت لایهریزساختار منطقه جوش بهها و رسوبات روی مرزها و داخل زمینه است. بعد از شده، مرز لایه

PWHT .در فلز جوش درصد بالاتری از رسوبات وجود دارد ، شکل، اندازه و نحوه توزیع رسوبات بر روی مرزدانه آستنیت اولیه و

یزساختار در است. رداخل زمینه مارتنزیتی فلز جوش قابل مشاهدهتمام قطعات مارتنزیت تمپر شده همراه با رسوبات پراکنده بر روی

های آستنیت اولیه و داخل زمینه مارتنزیتی است. در این مرزدانههای آستنیت اولیه و داخل تصاویر نحوه توزیع کاربیدها در مرزدانه

زمینه واضح است و با توجه به ریزساختارها تغییر مشخصی روی تار منطقه جوش در اثر نفوذ هیدروژن در این مقیاس ریزساخ

است.مشاهده نشده

الف) فلز جوش، ب) : PWHT شده قبل ازریزساختار قطعه جوشکاری )٦شکل

CGHAZ (ج FGHAZ (د ICHAZ

ب) ،الف) فلز جوش: PWHTریزساختار قطعه جوشکاری پس از )٧شکل

CGHAZ، (ج FGHAZ، (د ICHAZ

گیرینتیجهصورت متوالی پس از انجام سه سیکل جوشکاری به تحقیقدر این

با دفعات تکرار و اعمال عملیات حرارتی مختلف، آزمون کشش و بر روی قطعات انجام و مطالعه شد. این های ریزساختاریبررسی پردازد:میها بررسی این از آمده به دست به نتایج بخش

که با الکترود خشک شده هاییتحکام تسلیم و کششی نمونهاس -۱ایی که با الکترود مرطوب جوشکاری شده بودند، نسبت به نمونها افزایش داشته %۲۳و ۲۰جوشکاری شده بود، بیش از به ترتیب

ست.۲- PWHT های آستنیت اولیه در فلز شود اندازه دانهباعث می

تر شود.همگن HAZجوش و هایی که با الکترود راساس نتایج آزمون کشش، در نمونهب -۳

گرم آثار شده، جوشکاری شده بودند، عملیات حرارتی پسخشک بخشید.تردشدگی را بهبود

صورت جزئی حل شده ، برخی رسوبات ریز بهICHAZدر ناحیه -۴دلیل قرارگرفتن در شوند، از طرفی بهمانده درشت میو رسوبات باقی

د به خود تمپر معرض حرارت حین جوشکاری، فاز مارتنزیت خو

P91 ۲۲۴۳اتصال جوش فولاد یکیکانمو خواص زساختاریگرم بر رپس اتیکردن الکترود و عملخشک ریتأث یتجرب یبررســــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

Modares Mechanical Engineering                                                                                                                                 Volume 20, Issue 9, September 2020

شود.شده و زمینه برای ترک مستعد میایی که با الکترود مرطوب جوشکاری شده، درصد ازدیاد در نمونه -۵

های جوشکاری طول، استحکام تسلیم و کششی کمتر از نمونهشده با الکترود خشک است، لذا با توجه به چقرمگی شکست بسیار

مرطوب به هیچ وجه پایین این نمونه، جوشکاری با الکترود شود.توصیه نمی

دانشگاه شهید بهشتی و مسئولین بدین وسیله ازو قدردانی: تشکرشرکت مپنا بویلر که امکان انجام این پژوهش را فراهم نمودند، تشکر و

شود.قدردانی می است.موردی توسط نویسندگان ذکر نشده تاییدیه اخلاقی: است.نویسندگان ذکر نشده موردی توسط تعارض منافع:

/نگارنده مقدمه اول)، نویسندهساناز نظرعلیزاده ( نویسندگان: سهم شناسدوم)، روش نویسندهمجید واثقی ( )؛%٣٣( اصلی پژوهشگر

سوم)، نویسندهزاده (محمود سمیع )؛%٣٤( نگارنده بحث/اصلی پژوهشگر/ .)%٣٣( تحلیلگر آماری/اصلی پژوهشگر

است.موردی توسط نویسندگان ذکر نشده منابع مالی:

منابع1- Pandey C, Saini N, Mahapatra MM, Kumar P. Hydrogen induced cold cracking of creep resistant ferritic P91 steel for different diffusible hydrogen levels in deposited metal. International Journal of Hydrogen Energy. 2016;41(39):17695-17712. 2- Das CR, Albert SK, Swaminathan J, Bhaduri AK, Murty BS. Effect of boron on creep behaviour of inter-critically annealed modified 9Cr-1Mo steel. Procedia Engineering. 2013;55:402-407. 3- Das CR, Albert SK, Swaminathan J, Bhaduri AK, Murty BS. Improvement in creep resistance in modified 9Cr-1Mo steel weldment by boron addition. Welding in the world. 2012;56:10-17. 4- Thomas Paul V, Saroja S, Vijayalakshmi M. Microstructural stability of modified 9Cr-1Mo steel during long term exposures at elevated temperatures. Journal of Nuclear Materials. 2008;378(3):273-281. 5- Serna JA, Afanador W. Estimation of improved productivity based on materials substitution in high temperature applications use of alloy ASTM A-335 P91. CT&F-Ciencia, tecnología y futuro. 2001;2(2):125-135. [Spanish] 6- Wheeldon J, Parkes J, Dillon D. UltraGen: A proposed initiative by EPRI to advance deployment of ultra-supercritical pulverized coal power plant technology with near-zero emissions and CO2 capture and storage. Proceedings of the 5th international conference on advances in material technology for fossil power plants; 2008 Jan 15-18; Marco Island, FL, USA. Ohio: EDFAS; 2008. 7- Pandey C, Mahapatra MM, Kumar P, Saini N, Srivastava A. Microstructure and mechanical property relationship for different heat treatment and hydrogen level in multi-pass welded P91 steel joint. Journal of Manufacturing Processes. 2017;28 pt 1:220-234. 8- Coleman KK, Newell WF Jr. P91 and beyond welding the new-generation Cr-Mo alloys for high-temperature service. Welding Journal. 2007;29-33. 9- Charkhi M, Akbari D. Application of pre-heating in the reduction of residual stress in the repair welds of steel

pipes. Modares Mechanical Engineering. 2018;17(12):1-10. [Persian] 10- Albert SK, Ramasubbu V, Sundar Raj SI, Bhaduri AA. Hydrogen-assisted cracking susceptibility of modified 9Cr-1Mo steel and its weld metal. Welding in the World. 2011;55:66-74. 11- Magudeeswaran G, Balasubramanian V, Madhusudhan Reddy G. Hydrogen induced cold cracking studies on armour grade high strength, quenched and tempered steel weldments. International Journal of Hydrogen Energy. 2008;33(7):1897-1908. 12- Yue X. Investigation on heat-affected zone hydrogen-induced cracking of high-strength naval steels using the Granjon implant test. Welding in the World. 2015;59:77-89. 13- Krishnan S, Dulkarni DV, De A. Pulsed current gas metal arc welding of P91 steels using metal cored wires. Journal of Materials Processing Technology. 2016;229:826-833. 14- Kapal P, Surjya KP. Effect of pulse parameters on weld quality in pulsed gas metal arc welding: A review. Journal of Materials Engineering and Performance. 2011;20(6):918-931. 15- Krishnan S, Dulkarni DV, De A. Multipass pulsed current gas metal arc welding of P91 steel. Science and Technology of Welding and Joining. 2016;21(3):171-177. 16- Wang Y, Li L, Kannan R. Transition from type IV to type I cracking in heat-treated grade 91 steel weldments. Materials Science and Engineering: A. 2018;714:1-13. 17- Sharma A, Verma DK, Kumaran S. Effect of post weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of hot wire GTA welded joints of SA213 T91 steel. Materials Today: Proceedings. 2018;5(2):8049-8056. 18- Venkata KA, Kumar S, Dey HC, Smith DJ, Bouchard PJ, Truman CE. Study on the effect of post weld heat treatment parameters on the relaxation of welding residual stresses in electron beam welded P91 steel plates. Procedia Engineering. 2014;86:223-233. 19- Paddea S, Francis JA, Paradowskac AM, Boucharda PJ, Shibli IA. Residual stress distributions in a P91 steel-pipe girth weld before and after post weld heat treatment. Materials Science and Engineering: A. 2012;534:663-672. 20- Pandey C, Mahapatra MM, Kumar P, Kumar S, Sirohi S. Effect of post weld heat treatments on microstructure evolution and type IV cracking behavior of the P91 steel welds joint. Journal of Materials Processing Technology. 2019;266:140-154. 21- Arivazhagan B, Vasudevan M. A comparative study on the effect of GTAW processes on the microstructure and mechanical properties of P91 steel weld joints. Journal of Manufacturing Processes. 2014;16(2):305-311. 22- Vora JJ, Badheka VJ. Experimental investigation on microstructure and mechanical properties of activated TIG welded reduced activation ferritic/martensitic steel joints. Journal of Manufacturing Processes. 2017;25:85-93. 23- Goyal S, Laha K, Chandravathi KS, Parameswaran P, Mathew MD. Finite element analysis of type IV cracking in 2.25Cr-1Mo steel weldment based on micro-mechanistic approach. Philosophical Magazine. 2011;91(23):3128-3154. 24- Parker J. Factors affecting type IV creep damage in grade 91 steel welds. Materials Science and Engineering: A. 2013;578:430-437.