Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Ahmad KermanPour
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hasan Shah hosseini
حسن شاه حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Dissimilar Welding Between Inconel 617 Superalloy and 310 Stainless Steel and Evaluation of the Joint Properties
Dissimilar Welding Between Inconel 617 Superalloy and 310 Stainless Steel and Evaluation of the Joint Properties Dissimilar welding between Inconel 617 nickel base superalloy and 310 austenitic stainless steel (SS) has been investigated in this research. Three types of filler materials including ERNiCr3, ERNiCrCoMo and ER310 were used for this purpose. Sever restraint was imposed to the joints to simulate the actual industrial welding conditions in the experiments. The joint microstructures including the weld metals, heat affected zones, interfaces and unmixed zones were characterized by utilizing optical and scanning electron microscopy. The joint's weldability was examined via the weldability Varestraint test. Moreover, the mechanical properties such as tensile strength, impact resistance and hardness and fracture surfaces of the specimens were investigated. Since this joint is usually used at high temperature, its mechanical properties and microstructures were investigated after aging at 1000 ?C for 120 hour. The results showed a dendritic structure in the nickel base weld metal without any cracks. The cellular-dendritic microstructure of 310 SS weld metal comprised low melting point particles that their effect along with the presence of thermal stresses led to the formation of cracks in the weld metal and in the unmixed zone of 310SS base/weld metal interface. Niobium carbide and Laves eutectic phases were found in the Inconel 82 weld metal as well as severe Nb segregation to interdendritic zones and grain boundaries migration. A fine structure and Mo segregation in the interdendritic zones were observed in Inconel 617 weld metal. After aging treatment, the precipitated particles increased in Inconel 617 and 310SS weld metals, especially in the form of chromium and molybdenum carbides. In the tensile tests, all specimens were ruptured in a ductile manner from the 310 SS base metal. In addition, the Inconel 617 filler metal made superlative strength and elasticity before aging treatment. The welded specimens of Inconel 617 and 310SS filler metals showed the maximum and minimum hardness values, respectively. Aging treatment caused hardness to increase in weld metals and 617 base metal, but it was vice versa for the 310 SS base metal. The maximum value of fracture energy was pertained to Inconel 617 weld metal (about 205 J).
در این پژوهش، جوشکاری غیر مشابه سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل 617 به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی310 به روش قوسی تنگستن- گاز مورد بررسی قرار گرفت. از سه فلز پرکننده اینکونل82 (ERNiCr3)، اینکونل617 (ERNiCrCoMo1) و فولاد زنگ نزن 310 (ER310) برای این منظور استفاده شد. با هدف تطابق شرایط آزمایشگاهی با شرایط واقعی جوشکاری در صنعت، اتصالات در حین جوشکاری با قیدگذاری بالا همراه شدند. پس از جوشکاری ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متأثر از حرارت، فصل مشترک‌ها و مناطق مخلوط نشده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی (EDS) مورد ارزیابی قرار گرفت. جوش‌پذیری اتصالات نیز توسط آزمون جوش‌پذیری بررسی شد. همچنین خواص مکانیکی شامل استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه و سختی و نیز شکست نگاری نمونه‌ها بررسی شد. از آنجا که اتصال فوق عموماً در دمای بالا کاربرد دارد، با هدف بررسی تأثیر شرایط دمایی در حین سرویس‌دهی، مشخصه‌یابی مکانیکی و ریزساختاری پس از عملیات پیرسازی اتصال در دمای 1000 درجه‌ سانتیگراد به مدت 120 ساعت صورت پذیرفت. بررسی‌ها نشان دهنده وجود ساختار دندریتی در فلزات جوش پایه نیکلی بوده و هیچ‌گونه ترک انجمادی در ساختار آن‌ها مشاهده نشد. ریزساختار فلز جوش فولاد 310 بصورت سلولی-دندریتی بوده و به دلیل وجود فازهای با نقطه ذوب پایین و تنش‌های حرارتی، ترک‌های انجمادی در منطقه جوش و منطقه مخلوط نشده بین فلز پایه 310-فلز پرکننده 310 ، به موازات خط ذوب و نیز ترک‌هایی عمود بر آن در منطقه HAZ به وجود آمد. فلز جوش اینکونل 82 شامل رسوبات کاربید نیوبیوم و فاز یوتکتیک لاوه بوده و جدایش نیوبیوم به مناطق بین دندریتی و مهاجرت مرزهای دانه در آن اتفاق افتاد. فلز جوش اینکونل 617 دارای ساختار ظریف بوده و جدایش مولیبدن به مناطق بین‌دندریتی در آن رخ داد. عملیات پیرسازی موجب افزایش رسوبات در فلز جوش اینکونل 617 و فولاد 310 شد که عمدتاً بصورت کاربیدهای کروم و مولیبدن بود. در آزمون کشش تمامی نمونه‌ها قبل و بعد از پیرسازی، از محل فلز پایه فولاد 310 و به صورت نرم دچار شکست شدند. نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده اینکونل 617 بیشترین انعطاف‌پذیری و استحکام را در حالت قبل از پیرسازی از خود نشان داد. بیشترین و کمترین مقادیر سختی به ترتیب مربوط به فلز جوش اینکونل 617 و فولاد 310 بود. عملیات پیرسازی موجب افزایش سختی در فلزات جوش و فلز پایه 617 شد در حالی‌که سختی فلز پایه 310 کاهش نشان داد. بیشترین مقدار انرژی شکست با (J)205 مربوط به فلز جوش اینکونل 617 بود و در نتیجه عملیات پیرسازی، انرژی شکست تمامی نمونه‌ها کاهش یافت. نتایج آزمون جوش‌پذیری نیز نشان داد که فلزات جوش فولاد زنگ‌نزن 310 و اینکونل 617 در کرنش‌1% کمترین حساسیت به ترک داغ را دارند. در کرنش‌های بالاتر، حساسیت فلز جوش 310 به ترک داغ به میزان قابل توجهی افزایش یافت. در این آزمون فلز جوش 617 کمترین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی