Quantitative Analysis of Austenite Transformation in a Stainless Steel Syringe Cannulae Weld

Marin Lita; Laurentiu Roland Cucuruz; Carmen Firu Opris

doi:10.3139/120.100768

Artikel

Quantitative Analysis of Austenite Transformation in a Stainless Steel Syringe Cannulae Weld

Marin Lita , Laurentiu Roland Cucuruz und Carmen Firu Opris

Veröffentlicht/Copyright: 26. Mai 2013

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Aus der Zeitschrift Materials Testing Band 48 Heft 10

Abstract

X-Ray diffraction analysis has been performed to determine the quantity of the ferrite-martensite mixture transformed from austenite in the weld of syringe cannulae made from 1.4301 (AISI 304) stainless steel. The analysis was conducted in order to explain the appearance of cracks during cold drawing of the tubes (f = 0.6 mm) from which the cannulae are made. It was found out that cracking occurred in the weld during cold drawing of the tubes under 2 mm diameter, when the skelp supplied by Teledyne Rondney Metals (TRM) was replaced with the skelp provided by Sumitomo Metal Industries Ldt Naoetsu Works (SMI-1). In order to ensure a good performance of the manufacturing process, cannulae made from the same steel mark (50 kg), supplied by different producers, were investigated. The quantitative analysis of austenite transformation in the cannulae weld was conducted using the X-Ray diffraction spectra. These emphasize significant austenite transformation differences (from 39.7 % to 86.6%) in the cannulae weld made from different skelps. Magnetic qualitative analysis of the entire cannulae material confirms the same austenite transformation tendency. Cracking of the cannulae made from SMI-1 skelp is explained by the strong stress inside of the welding area due to the large quantity of austenite transformed in the ferrite-martensite mixture (86.6%).

Abstract

Mit Hilfe der Röntgendiffraktion wurde der Anteil des in ein ferritisch-martensitisches Gefüge umgewandelten Austenits in der Schweißnaht einer Injektionsnadel bestimmt. Diese Nadeln mit einem Durchmesser von 0,6 mm werden in einer Fabrik für Einwegspritzen aus Röhrenstreifen, bestehend aus dem rostfreien Stahl 1.4301, gefertigt. Die Untersuchungen erfolgten abhängig von der Herkunft der Röhrenstreifen. Hintergrund dieser Untersuchungen war, eine Erklärung für die Rissbildung während des Kaltziehens der Röhrchen zu finden. Sie traten auf, als die Röhrenstreifen, die von der Firma Teledyne Rondney Metals (TRM) geliefert wurden und durch solche von Sumitomo Metal Industries Ldt Naoetsu Works (SMI-1) ersetzt wurden. Um die Ausschussquote bei der Herstellung der Kanülen herabzusetzen, wurden dieser Analyse auch Muster von Röhrenstreifen (50 kg) unterzogen, die aus der gleichen Stahlsorte bestanden, aber von unterschiedlichen Herstellern waren. Die quantitative Analyse der Austenitumwandlung in der Schweißnaht wurde basierend auf den Diffraktionsspektren durchgeführt. Hier zeigen sich bedeutende Unterschiede in der Umwandlung des Austenits in der Schweißnaht der Kanülen, die aus Röhrenstreifen verschiedenen Ursprungs (von 39,7% bis 86,6%) hergestellt wurden. Die qualitative magnetische Analyse, der alle Werkstoffe für die Kanülen ebenfalls unterzogen wurden, zeigt dieselbe Tendenz der Austenitumwandlung. Die Rissbildung der Kanülen hergestellt aus dem Röhrenstreifen SMI-1 erklärt sich durch die starke Verspannung des Werkstoffes in der Schweißnaht, die sich aufgrund der großen Menge von in ein ferritisch-martensitisches Gefüge umgewandelten Austenit (86,6%) ausbildet.

Marin Lita was born in 1952. He received the Dr. Tech. Sci. degree from the Politehnica University of Timisoara România. He is a Lecturer at the Mechanical Engineering Faculty, Materials Science Department, ‟Politehnica” University of Timisoara. His fields of interest include materials science, physical metallurgy, thermal treatments, preparation of magnetorheological suspensions, characterization of magnetic fluids and magnetorheological suspensions.

Carmen Firu Opris was born in 1974. She graduated from the Politehnica University in Timisoara in 1998, and has a master degree in the field of advanced materials. She is an assistant with the Mechanical Engineering Faculty, Materials Science Department, ‟Politehnica” University of Timisoara. Her fields of interest include materials science, heat treatments, composite materials, optical microscopy and welding technologies.

Laurentiu Roland Cucuruz, born in 1949, 1972 reednats Engineer (mechanical engineering); 1986 hD.-Eng. in Physical Metallurgy; since 1977, beginning as assistant he is working at the Department for Material sciences of the Mechanical Engineering Faculty of the ‟Politehnica” University of Timisoara Romania, since 1998 professor for materials science, casting technologies, nonferrous materials. His fields of interests include advanced materials, especially copper and aluminum alloys.

Published Online: 2013-05-26

Published in Print: 2006-10-01

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https://doi.org/10.3139/120.100768