Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Rezaian,Morteza Shamanian esfahani,Masoud Atapoor
احمد رضائيان (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hossein Khosrovaninezhad
حسين خسرواني نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Investigation on AISI 316 austenitic stainless steel to low carbon steel St 37 dissimilar joint by friction stir welding
In the present study, microstructural and texture development, mechanical properties and corrosion behavior of dissimilar jointing between austenitic stainless steel AISI 316 and low carbon steel t 37 by friction stir welding has been investigated. The welding was carried out with rotational speeds of 400,600,800 rpm and linear speeds of 50,100,150 mm/min. The microstructure was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy. Possible phase transformations were determined using X-ray diffraction technique and electron diffraction spectroscopy. Also, changes in texture of the joints were studied using electron backscatter diffraction (EBSD) technique. Tensile test, shear punch test and microhardness measurements were conducted to evaluate the mechanical properties of the joints. Also, corrosion behavior of the joints were assessed using Tafel polarization and Immersion tests. The results showed that using friction stir welding, joints without defects were produced. In addition, no carbide and brittle phases were detected at the joining boundary. Microstructural investigations showed that the significant decrease in grain size was occurred in the stir zone of the austenitic stainless steel for sample welded at rotational speed of 600 rpm and linear speed of 50 mm/min. EBSD technique showed texture has been modified to direction of compact planes and orientations. Tensile test results demonstrated that failure was occurred in the weld metal for samples welded at rotational speed of 400 rpm for all linear speeds. Whereas, failure was occurred in the St 37 base metal for samples welded at rotational speeds of 600,800 rpm and linear speeds of 50,100,150 mm/min. According to the shear punch test, the highest ultimate shear strength as well as yield shear strength was achieved for sample welded at rotational speed of 600 rpm and linear speed of 50 mm/min, while the mentioned sample showed the least elongation. In addition, the highest microhardness was measured in the stir zone of austenitic stainless steel sample welded with the above mentioned welding condition. The results of corrosion behavior evaluation showed similar corrosion behavior as of St 37 base metal, but the corrosion potential and the corrosion current density of weld metals were higher in comparison to St 37 base metal. Also, the results of immersion test demonstrated that the stir zone of St 37 steel side had the lowest resistance to pitting due to increase of dislocations density and grain boundaries in this region. Keywords : dissimilar joint, austenitic stainless steel AISI 316, low carbon steel, friction stir welding, EBSD.
در اين تحقيق به بررسي تحولات ريزساختاري، تغييرات بافت، خواص مکانيکي و بررسي هاي اوليه در زمينه رفتار خوردگي اتصال غيرمشابه فولاد زنگ نزن آستنيتي 316 AISI به فولاد کم کربن 37 St با استفاده از جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي پرداخته شد. براي انجام جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، سرعت هاي چرخشي 400، 600 و rpm 800 و سرعت هاي پيشروي 50، 100 و mm/min 150 به کار گرفته شد. بررسي هاي فازي توسط آزمون پراش اشعه ايکس (XRD) و آزمون طيف سنجي اشعه ايکس (EDS) و بررسي هاي ريزساختاري توسط ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) انجام شد. تغييرات بافت نمونه ها با استفاده از آزمون پراش الکتروني از الکترون هاي برگشتي (EBSD) بررسي شد. خواص مکانيکي اتصال با استفاده از آزمون کشش، آزمون سوراخ برشي و آزمون ريزسختي سنجي مورد ارزيابي قرار گرفت. خواص خوردگي اتصال نيز توسط آزمون تافل و آزمون غوطه وري بررسي شد. نتايج نشان داد با استفاده از جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي جوش هاي سالم بين اين دو فولاد به دست مي آيد. بررسي هاي فازي در مرز اتصال، عدم تشکيل کاربيد و ترکيبات بين فلزي را نشان داد. بررسي هاي ريزساختاري نيز مشخص کرد، بيشترين ميزان کاهش اندازه دانه ها، در ناحيه اغتشاشي سمت فولاد زنگ نزن آستنيتي نمونه جوشکاري شده با سرعت چرخشي rpm 600 و سرعت خطي mm/min 50 رخ مي دهد. آزمون EBSD نشان داد بافت در ناحيه اغتشاشي به سمت صفحات و جهات متراکم تغيير کرده است. نمونه هاي آزمون کشش جوشکاري شده با سرعت چرخشي ثابت rpm 400 و سرعت هاي پيشروي 50، 100 و mm/min 150 از ناحيه جوش دچار شکست شدند. اين درحالي است که محل شکست ساير نمونه هاي جوشکاري شده فلز پايه فولاد 37 St بود. نتايج آزمون سوراخ برشي بيشترين استحکام برشي نهايي و بيشترين استحکام تسليم برشي را براي نمونه جوشکاري شده با سرعت چرخشي rpm 600 و سرعت پيشروي mm/min 50 نشان داد. با اين وجود اين نمونه کمترين ميزان ازدياد طول را داشت. بيشترين ميزان ريزسختي در ناحيه اغتشاشي سمت فولاد 316 AISI نمونه جوشکاري شده با سرعت چرخشي rpm 600 و سرعت خطي mm/min 50 به دست آمد. نتايج بررسي رفتار خوردگي نشان داد اگرچه ناحيه جوش در نمونه هاي جوشکاري شده رفتار خوردگي نزديک به فلز پايه 37 St دارد، با اين وجود پتانسيل خوردگي بالاتر و جريان خوردگي بيشتري از خود نشان مي دهد. نتايج آزمون غوطه وري نيز نشان داد که کمترين ميزان مقاومت به خوردگي حفره اي مربوط به ناحيه اغتشاشي سمت فولاد 37 St است که دليل آن مي تواند افزايش چگالي نابجايي ها و مرز دانه ها در اين ناحيه باشد. کلمات کليدي: اتصال غيرمشابه، فولاد زنگ نزن آستنيتي 316AISI ، فولاد کم کربن، جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، EBSD

ارتقاء امنیت وب با وف بومی