دانلود مقاله بررسی روابط ریزساختار/خاصیت در جوش های غیرمشابه بین فولادهای ضدزنگ آستنیتی و ماتنزیتی

دانلود مقاله بررسی روابط ریزساختار/خاصیت در جوش های غیرمشابه بین فولادهای ضدزنگ آستنیتی و ماتنزیتی

چکیده:

ویژگی های متالورژیکی از قبیل کشش،سختی،چغرمگی و استحکام در برابر خوردگی جوش های غیرمشابه بین فولاد ضدزنگ آستنیتی عیار X5CrNi18-10 و فولاد ضدزنگ مارتنزیتی عیار X20CrMo13 مورد ارزیابی قرار گرفت.الکترودهای فولاد ضد زنگ دولایه و آستنیتی هر دو به منظور اتصال این ترکیب مورد استفاده قرار گرفتند و در این راه از فرآیند جوشکاری قوس فلز دستی چندگذری استفاده شد.جوش های آزاد ناقص همراه با جوش های قابل مصرف درست شدند.مشخص شد که استحکام کششی تکۀ بهم جوش خورده که توسط الکترود دولایه (E2209-17) ایجاد شده بود، نسبتا کمتر از استحکام کششی الکترود آستنیتی (E308L-16) است.چغرمگی رسوبات E2209-17 و E308L-16 حتی در دمای کم صرفنظر از درونداد گرمایی قابل قبول بود.سختی در هر دو جوش ساخته شده با الکترود آستنیتی E308L-16 و دولایۀ E2209-17 در فیوژن فلزی جوش/ X20CrMo13به دلیل بازپخت گرمایی و پس از سرعت سرمایشی بالا افزایش یافت.مشخص شد که استحکام در برابر خوردگی متخلخل فلز جوش ساخته شده با فلز پرکنندۀ E2209-17 و E308L-16 قابل قبول است.با وجود این منطقۀ حرارت دیده در فلز پایۀ X20CrMo13 و قطعۀ جوش خورده تحت تأثیر  خوردگی الکترولیتی قرار گرفت.این بررسی نشان داده است که از هر دو فلز پرکننده برای اتصال فولاد ضدزنگ آستنیتی به فولاد ضدزنگ مارتنزیتی استفاده کرد.

کلیدواژه ها:فولاد ضدزنگ مارتنزیتی و فریتی، قابلیت جوشکاری،استحکام کشش،چغرمگی،استحکام در برابر خوردگی

1. مقدمه:

به دلیل استحکام در برابر خوردگی قابل قبول ،خواص مکانیکی خوب و به صرفه بودن فولاد ضدزنگ مارتنزیتی ، گرایی و کاربرد آن در برخی بخشهای صنعتی رو به افزایش بوده است.خواص مکانیکی خوب ،استحکام در برابر خوردگی قابل ملاحظه  و قابلیت جوشکاری خوب فولاد ضد زنگ آستنیتی باعث شده که صنعت این نوع فولاد راترجیح دهد.بااینحال اطلاعات کمی در مورد روابط خاصیت/ریزساختار در جوش های غیرمشابه بین فولاد ضدزنگ آستنیتی و مارتنزیتی بااستفاده از الکترود فولاد ضدزنگ ودولایه وجد دارد. کاربرد روزافزون فولادهای ضدزنگ نیازمند درک بهتری از موضوعات مربوط به جوش ها برای فلزات غیرمشابه میباشد.  اتصال مواد غیرمشابه به دلیل تفاوت در خواص فیزیکی،شیمیایی و مکانیکی فلزات پایۀ جوش خورده  در کل بحث برانگیزتر از اتصال فلزات مشابه می باشد.این تفاوت ها علاوه بر این انتخاب فلزات پرکنندۀ سازگار با هر دو فلز پایه را دشوار می کند.

نمودارهای تشکیل معدودی ازقبیل شافلر، Delong و WRC برای اتصال فلز مشابه و غیرمشابه و پیش بینی ریزساختار وجود دارد.با اینحال اکثر این نمودارهایی که اکنون موجود هستند،طرز تشکیل فولاد ضدزنگ مارتنزیتی و فریتی که دارای فریت بعلاوۀ منطقۀ مارتنزیت است را نشان نمی دهند.از آنجا که نمودار WRC-1992 برای پیش بینی فریت توصیه میشود، بااینحال اعتماد به نمودار شافلر برای پیش بینی مارتنزیت کار عاقلانه ایی نیست.نمودار شافلر ریزساختار را به طور دقیق و صحیح پیش بینی  نمی کند.بنابراین، مطالعه ایی توسط Kotecki انجام شد. وی در مطالعۀ خود تأثیر حجم زیاد منگنز فلز پرکنندۀ جوش بر رژیم تشکیل در نمودار را بررسی کرد.به این منظور،با ترسیم اکی والان های   Crو Ni برای مواد نمودار و اتصال فلزهای پایه توسط یک خط اتصال به هم،ریزساختار را می توان با اتصال یک نقطه در امتداد همان خط اتصال (به عنوان نقطۀ میانی) به خط اتصالی برای ترکیب فلزی پرکننده برآورد کرد. در نتیجه تشکیل فلزی جوش در امتداد خطبین فلز پرکننده و نقطۀ میانی فلزی بطوریکه میزان رقت تحمیل می کند، قرار دارد.

مواد فلزی انتخاب شده برا مطالعۀ کلی شامل فولاد ضدزنگ مارتنزیتی با عیار X20CrMo13 و فولاد ضدزنگ آستنیتی با عیار X5CrNi18-10 بود. از هر دو الکترود جوشکاری قوس فلز دستی فولاد ضدزنگ دولایه و سه لایه برای اتصال این ترکیب با استفاده از پروسۀ جوشکاری قوس فلز دستی چند پاسی استفاده شد. بنابراین، روابط رزساختار/خاصیت بین جوشهای غیرمشابه فولاد ضدزنگ مارتنزیتی و آستنیتی در این مطالعه تعیین شد.برای انجام این کار، رابطۀ بین سخت، استحکام در برابر خوردگی متخلخل و % محتوی فریت مربوط به لایۀ جوش در سرتاسر فلز جوش و جوشکاری بررسی شد.رابطۀ بین ریزساختار  و خواص مکانیکی نیز به تفصیل بررس شد.

 

2. رویۀ آزمایشی
   • مواد و رویۀ جوشکاری

مجموعۀ جوشکاری برای جوش های غیرمشابه بین فولاد ضدزنگ آستنیتی(X5CrNi18-10) بهفولاد ضدزنگ مارتنزیتی(X20CrMo13)  فراهم شد. جوشکاری آستنیتی قابل مصرف E308L-16 و دولایۀ E2209-17 هر دو برای اتصال این فلزات انتخاب شدند.ترکیب شیمیایی برای پایه و قابل مصرف در جدول 1 ارائه شده است.مواد پایه به شکل پلیت 10 mmآماده شد.این پلیت ها به کوژن های 5-10 mm با تراز  35 از هر پلیت بریده شدند تا زاویۀ شیار 70  برای شکل اتصال ضربه شیار V منفرد بدست آید.سطح ریشه (root face) برابر با 1 mm و باز شدن ریشه برابر با 2.5 mm بود.تمام مراحل جوشکاری با استفاده از پروسۀ جوشکاری قوس فلزی دستی همراه با الکترود جوشکاری با قطر 3.2-mm انجام شد.قابل مصرف جوشکاری E308L-16 و E2209-17 در جوش های چندپاسی و به منظور اتصال فولاد ضدزنگ مارتنزیتی عیار X20CrMo13 به فولاد ضدزنگ آستنیتی عیار X10CrNi18-10 مورد استفاده قرار گرفت.پارامترها جوشکاری با پیشنهاد تولید کنندۀ قابل مصرف (consumable) جوشکاری مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل رسانایی گرمایی متفاوت بین فولاد ضدزنگ مارتنزتی و آستنیتی ، نمونه های آزمایش از قبل در دمای 200 درجۀ سانتی گراد حرارت داده شدند.

 

An investigation of microstructure/property relationships
in dissimilar welds between martensitic and austenitic stainless steels
Ramazan Kac
ar *, Orhan Baylan
Zonguldak Karaelmas U€ nıversitesi, Karab€ uk Teknik Eg
itim Fak€ ultesi, Metal-Welding Division, Karab€ uk 78100, Turkey
Received 21 May 2003; accepted 15 October 2003
Abstract
The metallurgical characteristics, tensile, hardness, toughness and corrosion resistance of dissimilar welds between X5CrNi18-10
grade austenitic and X20CrMo13 grade martensitic stainless steel have been evaluated. Both austenitic and duplex stainless steel
electrodes were used to join this combination, using multipass manual metal arc welding process. Defect free welds were made with
each welding consumable. It was found that the tensile strength of weldment, which was produced by duplex electrode (E2209-17),
was slightly lower than that of austenitic electrode (E308L-16). The toughness of the both E2209-17 and E308L-16 deposits was
acceptable even at low temperature regardless of heat input. Hardness was increased in both welds made with E2209-17 duplex and
E308L-16 austenitic electrode along the X20CrMo13/weld metal fusion boundary due to heat annealing and then following high
cooling rate. The pitting corrosion resistance of the weld metal made with E308L-16 and E2209-17 filler metal was found acceptable.
Although, heat affected zone in the weldment and X20CrMo13 base metal were affected by electrolytic corrosion. This investigation
has shown that both filler metals can be used to join austenitic stainless steel to the martensitic stainless steel.

2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Keywords: Ferritic and martensitic stainless steel; Weldability; Tensile strength; Toughness; Corrosion resistance

 

این فایل ورد (word) ترجمه در 18 صفحه و فایل اصلی لاتین pdf مقاله در 13 صفحه به خدمتتون ارائه میشود.

430,000 ریال – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد