آزمايش خمش
بررسي مراجع نشان داد كه اگر ريزساختار بدست آمده از جوش، ميزان كمي فريت در نخستين پاس خود دارا باشد، تركخوردن انجمادي جوش بسيار نا محتمل خواهد بود و فلز جوش به گونهاي قابل ملاحظه انعطاف پذير خواهد شد [20]. نتايج بدست آمده از آزمايش خمش در جدول 5 آورده شده است. نتايج ناشي از فريت سنجي در پاس نخست نشان داد كه فلز جوش 25104L داراي عدد فريت حدود 30 و فلز جوش 309LMo داراي عدد فريت حدود 13 بود. در نهايت، هيچ گونه ترك نا قابل قبولي در سطح نمونه ها مشاهده نگرديد.

آزمايش كشش
نمودار تنش- كرنش مربوط به اتصالات نا مشابه جوشكاري شده با فلزات پركننده 309LMo و 25104L در شكل 9 به عنوان نتايج آزمايش كشش آورده شده است. نخستين نتيجه بدست آمده از آزمايش كشش آن است كه تمامي نمونههاي جوششده با استفاده از فلز پركننده 25104L و 309LMo از منطقه ضعيف تر اتصال، يعني در فلز پايه 304L دچار شكست شدند. اين بدان معني است كه ضعيف ترين قسمت اتصالات، فلز پايه 304Lمي باشد. به طور كلي محل شكست در نمونههاي جوشكاري شده به استحكام نسبي اجزاي گوناگون نمونه در اتصال بستگي خواهد داشت.
جدول 6 نتايج آزمايش كشش براي فلزات پايه و جوش را نشان مي دهد.
بررسي ها نشان مي دهند كه فولادهاي زنگ نزن آستنيتي معمولا” در شرايط كارسرد، نورد گرم و آنيل شده جوشكاري مي شوند. بنابراين، مقداري نرم شدگي در منطقه تحت تاثير حرارت رخ مي دهد كه به رشد دانه در مواد نورد گرم شده و يا تبلور دوباره و رشد دانه در مواد كارسرد شده مربوط است. در نتيجه، وقتي كه آزمايش كشش عرضي نمونههاي جوش انجام ميشود، شكست اغلب در منطقه متاثر از حرارت در مقايسه با فلز جوش رخ ميدهد [1]. از سوي ديگر، مطالعه منابع [21] موجود نشان مي دهد كه فلز پايه آستنيتي 304L درصد بالايي از افزايش طول را به خود اختصاص داده است و اين باعث مي شود تسليم در حين آزمايش كشش تمايل به شروع از محل نرم تر (فلز پايه 304L داشته باشد. درشت شدن دانه ها در منطقه HAZ فلز پايه مي تواند نرخ كار سختي را كم نموده و روند افزايش استحكام در اين منطقه را با مشكل مواجه كند. اين روند شكست نمونه ها در منطقه فلز پايه304L را توجيه مي كند.
بررسي آزمايش كشش نمونه هاي جوشكاري شده نشان داد كه فلز جوش موجود در قسمت مياني نمونه، طي آزمايش كشش دچار ازدياد طول شده است. با توجه به آن كه نمونه ها از سلامت كاملي قبل از جوشكاري برخوردار بوده اند و بيشينه تنش اعمالي در قسمت مياني اعمال مي شود لذا، ازدياد طول فلز جوش رخ داده است. هم چنين، با توجه به استحكام كششي بالاتر فلز جوشخالص25104L و309LMo در مقايسه با فلزات پايه،نمونه هاي جوشكاري شده استحكام كشش بالاتري رانشان ميدهند و پس از آنكه ميزان تنش اعمالي به حدبالاتري در مقايسه با استحكام كشش فلز پايه 304L رسيد، منطقه مجاور جوش در سمت اين فلز پايه تسليم شده و شكست در آن رخ مي دهد. بنابراين، ميزان استحكام كشش نمونه هاي جوشكاري شده در مقايسه با فلز پايه 304L بالاتر است.

آزمايش ضربه و شكست نگاري فلزات جوش نتايج آزمايش ضربه چارپي براي فلزات جوش مورد بحث در اين پژوهش در دماي 27 درجه سانتيگراد در جدول 7 ارائه شده است. مقادير انرژي شكست براي فلزات جوش نشان مي دهد كه شكست نرم براي تمامي آن ها رخ داده است و در بين فلزات جوش، فلز پركننده 25104L به دليل وجود فريت بيشتر و اندازه دانه كمتر، داراي بيش ترين انرژي شكست ضربه بوده است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني مربوط به سطوح شكست فلزات
جوش ER25104L و ER309LMo به ترتيب در شكلهاي 10 و 11 ارائه شده است. تصاوير سطح شكست براي هر دو فلز جوش مشخصه هاي يك شكست نرم را ارائه مي كند. حضور حفرات و ديمپل هاي درشت در سطح شكست نمونه 25104L، نشان دهنده شكست كاملا نرم اين فاز است. تنها تفاوت نمونه ها در آزمايش ضربه، اختلاف در ميزان انرژي شكست آنها مي باشد، همان گونه كه ملاحظه شد، انرژي شكست فلز جوش ER25104L، بيشتر از فلز جوش ER309LMo مي باشد [22].

پروفيل سختي
پروفيل سختي معياري مناسب از ريزساختار تشكيل شده در مناطق گوناگون محل اتصال است. شكل 12 پروفيل سختي مقطع جوش مربوط به نمونه جوش شده با فلز پر كننده 25104L و شكل 13 سختي مقطع جوش با استفاده از فلز پركننده 309LMo را نشان ميدهد. بهطور كلي يك روند صعودي از سمت فلز پايه 304L بهسمت فلز پايه 32750 برقرار است. بررسي ها نشان دادهاست كه ساختارهاي دوفازي سختي بالاتري نسبت به ساختارهاي آستنيتي دارند. از سوي ديگر، در آن طرف اتصال با گذر از فلز پايه سوپر دوفازي 32750 و در منطقه تحت تأثير حرارت يك افزايش موضعي سختي مشاهده مي شود كه علت اين افزايش سختي در مقايسه با مناطق مجاور خود، مقدار تنش پس ماند بيش تر در اين منطقه است. همان گونه كه در شكل 12 مشخص است، ميانگين سختي فلز جوش در حد فاصل خط مركزي جوش تا فلز پايه 304L پايين تر از ميانگين سختي در حدفاصل خط مركزي تا فلز پايه 32750 است.
با توجه به آن كه هدايت حرارتي فلزپايه دوفازي بيش تر از فلز پايه آستنيتي است [7]. انتقال حرارت از سمت فلز پايه 32750 بيش تر است. بنابراين، مي توان گفت نرخ سرد شدن منطقه جوش در نواحي نزديك به فلز پايه 32750 بيش تر از نواحي مجاور فلز پايه 304L است. نرخ سرد شدن بيش تر موجب مي شود تا تنش پس ماند فلز جوش نزديك به فلز پايه 32750 بيش تر باشد. تنش پس ماند بيشتر موجب افزايش سختي در اين منطقه مي گردد. در حالي كه در نواحي نزديك به فلز پايه 304L به علت نرخ سرد شدن كم تر و در نتيجه، درشت شدن دانه ها روند كاهش سختي مشاهده ميشود.

بنابراين، مي توان گفت به احتمال زياد، تفاوت كمي كه در سختي مشاهده ميشود، به دليل متفاوتبودن هدايت حرارتي دو فلز پايه است. از سوي ديگر، براي فلز جوش 309LMo با توجه به شكل 13 نيز يك روند صعودي افزايش سختي از سمت فلز پايه 304L به سمت فلز پايه 32750 برقرار است. با عبور از فلز جوش 309LMo و رسيدن به منطقه متاثر از حرارت304L يك روند كاهش سختي مشاهده مي شود. علت اين كاهش سختي در منطقه متاثر از حرارت مي تواند نرخ سرد شدن كمتر و در نتيجه درشت شدن دانه ها باشد. در آن طرف اتصال باگذر از فلز جوش 309LMo و رسيدن به منطقه متأثر از حرارت سوپر دوفازي 32750 يك افزايش موضعي سختي مشاهده مي شود كه علت اين افزايش سختي در مقايسه با مناطق مجاور خود، مقدار تنش پس ماند بيش تر در اين منطقه مي باشد كه همين امر موجب سختي بالاتر آنمي شود.
با توجه به مطالب ارائه شده، ميتوان گفت كه استفادهاز روش جوشكاري قوسي تنگستن- گاز با استفاده از فلزپركننده 25104L براي اتصال بين فلز پايه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي 32750 و فولاد زنگ نزن آستنيتي 304L ويژگي هاي بهينه اي را ارائه ميدهد.

نتيجه گيري
بررسيهاي ريزساختاري نشان داد كه ريزساختار ناشي از فلز پركننده 25104L آستنيتي – فريتي به همراه رسوب گذاري آستنيت ثانويه است و ريزساختار فلز جوش فولاد زنگنزن آستنيتي 309LMo به صورت فريت اوليه همراه با آستنيت است و ساختار با ريختشناسي اسكلتي بدست ميآيد.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

براي فلز جوش 25104L ساختاري با 39 درصد فريت و براي فلز پركننده 309LMo، 10 درصد فريت با استفاده از فريت سنجي بدست آمد كه بر اساس پيش بيني هاي نمودار 1992-WRC بود.
در آزمايش كشش، تمامي نمونه ها، از منطقه HAZ فلز پايه فولاد زنگنزن آستنيتي 304L شكسته شدند.
از بين دو فلز پركننده بكاررفته در اين پژوهش، فلز پركننده 25104L داراي بيشترين استحكام كششي بود.
نتايج شكست نگاري نمونههاي آزمايش ضربه، شكست نرم را براي هر دو فلز پركننده نشان داد و فلز پركننده ER25104L در دماي آزمايش 27 درجه سانتيگراد داراي بيشترين انرژي شكست ضربه بود.
بيش ترين مقادير سختي مربوط به فلز پركننده
25104L و كم ترين مقادير سختي مربوط به فلز پركننده 309LMo مي باشد.
6) از ديدگاه خواص مكانيكي، جهت اتصال نامشابه فلز پايه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي 32750 و فولاد زنگ نزن آستنيتي 304L، فلز پركننده 25104L بالاترين خواص مكانيكي را بوجود مي آورد.
Duplex Stainless Steel Metal and its Dependence on Chemical Composition”, Paper 39 in Duplex Stainless Steel 94, 1994.
A.M. Nascimento, M.C.F. A.Y. Ierardi, Kina, and S.S.M. Tavares, “Pitting Corrosion
Resistance of Cast Duplex Stainless Steel in 3.5٪ NaCl Solution”, Material
Characterization, Vol.59,pp.1736-1740, 2009.
A.L. Schaeffler, “Selection of Austenitic Electrodes for Welding Dissimilar Metals”, Welding Journal, pp.601-620, 1947.
J.C. Lippold, and W.F. Savage,
“Solidification of Austenitic Stainless Steel Weldments, The effect of Alloy Composition on Ferrite Morphology”, Welding Journal, pp.48-58.1980.
M. Yousefieh, M. Shamanian, and A. Saatchi, “Influence of Heat Input in Pulsed Current GTAW Process on Microstructure and Corrosion Resistance of Duplex Stainless Steel Welds”, Journal of Iron and Steel Research, International, Vol.18, Pages 65–69, 2011.
S. kou, and Y. Le, “The Effect of Quenching on The Solidification Structure and Transformation Behavior of Stainless Steel Welds”, Metallurgical and materials
Transactions, 13A, pp. 1141-1152, 1982.
D. Zou, Y. Han, W. Zhang, and G. Fan, “Phase Transformation and Its Effects on Mechanical Properties and Pitting Corrosion Resistance of 2205 duplex Stainless Steel”, Journal of Iron and Steel Research,
International, Vol.17, pp.67–72, 2010.
SH. Wang, Q. Ma, and Y. Li, “Characterization of Microstructure, Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Dissimilar Welded Joint Between 2205 Duplex Stainless Steel and
16MnR”, Materials and Design, pp.831-
.1102,738
T. Ogawa and E. Tsunetomi, “Hot
-18287-182592

Cracking Suseptibility of Austenitic Stainlees Steels”, Welding Journal, pp.82-93, 1982.
H. Shah Hosseini, M. Shamanian, and A. Kermanpur, “Characterization of
Microstructures and Mechanical Properties of Inconel 617/310 Stainless Steel Dissimilar Welds”, Materials Characterization, 62, pp. .1102 ,134-524
I. Hajiannia, M. Shamanian, and M. Kasiri, “The Evaluation of Microstructure and Impact Toughness of AISI 347 Stainless Steel to ASTM A335 Low Alloy Steel of Dissimilar
Refrences
J.C. Lippold and D. Koteki, “Welding Metallurgy and Weldability of Stainles Steels”, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005.
A.C. Lioyd, J.J. Noei, S. Mcintyre, D.W. Shoesmith, “Cr, Mo and W Alloying Addiations in Ni and Their Effect on Passivity”, Electrochimica Acta, Vol.49, pp.3015-3027, 2004.
F. Eghbali, M.H. Moayed, A. Davoodi, and N. Ebrahimi, “Critical Pitting Temprature (CPT) Assessment of 2205 Duplex Stainless Steel in 0.1 M NaCl at Various Molybdate Concentration”, Corrosion Sience, Vol.53, pp.513-522,2011.
C. Pettersson, and S. Fager, “Welding Practice for the Sandvik Duplex Stainless Steel SAF2304, SAF 2205 and SAF 2507”, Sandvik Steel, S-811 81, pp.1-14, 1994.
B. Mendoza, z. Maldonado, H. Albiter and
P. Robles, “Dissimilar Welding of
Superduplex Stainless steel / HSLA Steel for Offshore Application Joined by GTAW”,
Scientific Research, Vol. 2, pp. 520-528, 2010.
Y.S. Sato, T.W. Nelson, C.J. Sterling, and R.J. Pettersson, “C.-O., Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Welded SAF 2507 Super Duplex Stainless Steel”, Materials Science and Engineering, 397, pp. 376–384, 2005.
j. Labanowski, “Mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar stainless steel welds”, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 28, pp.27-33, 2007.
D.M. Escriba, E. Materna-Morris, R.L. Plaut, and A.F. Padilha, “Chi-phase Precipitation in a Duplex Stainless Steel”, Materials Characterization, Vol.60, pp.1214– 1219, 2009.
ASME Sec IX, Qualification Standard for Welding and Brazing Procedure, Article II, Welding Procedure Qualification, 2001.
J. Nowacki and A. Łukojc, “Structure and Properties of the Heat Affected Zone of Duplex Steels Welded Joints”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 164– 165, pp.1074–1081, 2005.
ASM Handbook, Vol.1, Properties and Selection: Irons, Steels, an High Performance Alloys, ASM International, Materials Park, Ohio, 2002.
J.O. Nilsson, P. Jonsson and A. Wilson, “Formation of Secondary Austenite in Super
Welds”, Journal of New Materials, 3, pp. 1-13, .2102
پيوست ها
جدول1- تركيب شيميايي فلزات پايه و پركننده مورد استفاده(درصد وزني).
Fe S P N Si Mn Mo Ni Cr C عنصر
بقيه 0/26 0/08 – 0/75 2 – 10/8 19/1 0/03 AISI304L
بقيه 0/015 0/035 0/25 1 1/2 3/78 6/54 25/89 0/025 UNS32750
بقيه 0/02 0/03 – 0/45 1/6 2/7 15 22 0/03 309LMo
بقيه 0/015 0/02 0/25 0/3 0/4 4 10 25 0/02 25014L

جدول2- مشخصات جوشكاري نمونه ها.

پارامترهاي جوشكاري

پارامترهاي

جوشكاري


دیدگاهتان را بنویسید