بررسی رفتار خوردگی نواحی مختلف قطعه جوشکاری شده فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L

SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Morteza Shamanian esfahani,Kaivan Raissi
احمد ساعت چی (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد مشاور) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Iman Berenjani
ایمان برنجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation of corrosion behavior of austenitic welded stainless steel
In this study, austenitic stainless steel type 316L was welded using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) and Pulsed Gas Tungsten Arc Welding (PGTAW). Optical observations, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction analysis (XRD) were employed to study the effect of continuous and pulse currents on microstructure and phase transformation in weld metal (WM) and heat affected zones (HAZ). The pulse current resulted in finer grain and more ferrite in WM and also smaller grain growth in HAZ. This can be due to the decrease in heat input and higher cooling rate encouraged by pulse current. Cyclic Potentiodynamic polarization tests showed that the WM of sample produced by pulse current show higher corrosion and pitting resistances than that in sample produced by continuous current. The reason is attributed to lower segregation of solute elements such as chromium and molybdenum into the delta-ferrite and also finer grain size produced in WM due to lower heat input and higher cooling rate. Both of these factors increase the stability of passive layer formed. The results showed that the corrosion behavior of WM in both conditions (pulse and continuous current) is higher than the base metal (BM). This fact is attributed to the presence of ferrite bands formed in BM due to the segregation of alloy elements. Base on the mixed potential theory, the galvanic couple of HAZ/WM formed in sample welded by continuous current is detrimental for higher corrosion resistance due to higher grain growth and residual stress produced in HAZ. The Mott-schottky plots confirmed that the passive layer formed on welded samples was an n-type semiconductor. The results showed that the samples showed less pitting resistance contained more oxygen vacancies in their passive film structure. It is also concluded that the breakdown of passive layer and pitting formation obey point defect model (PDM). Key Words Austenitic stainless steel, Gas tungsten arc welding, Pulsed currents, Segregation, Pitting corrosion, Galvanic Corrosion, Mott- Schottky.
در این تحقیق فولاد زنگ نزن آستنیتی L 316, بوسیله دو فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز (GTAW) و قوسی تنگستن-گاز پالسی (Pulsed GTAW), جوشکاری شد. با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM ) و دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD), ریزساختار و آنالیز فازی فلز جوش) (WM و منطقه متاثر از حرارت (HAZ), مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که ساختار فلز جوش در نمونه جوشکاری شده بوسیله جریان پالسی نسبت به نمونه جوشکاری شده با جریان پیوسته, دارای دانه بندی ریزتر است و نیز رشد دانه در منطقه HAZ کاهش یافته است. همچنین درصد فاز فریت موجود در نمونه جوش پالسی در مقایسه با نمونه جوش با جریان پیوسته افزایش یافته است. دلیل این نتایج به کاهش حرارت ورودی, افزایش نرخ سرد شدن و تاثیر جریان پالسی نسبت داده شد. نتایج پلاریزاسیون سیکلی بهبود مقاومت به خوردگی حفره‌ای در نمونه جوشکاری شده بوسیله جریان پالسی نسبت به نمونه جوشکاری شده با جریان پیوسته نشان داد. کاهش حرارت ورودی و افزایش نرخ سرد شدن, جدایش عناصر آلیاژی در فلز جوش را کاهش داده و باعث ریزتر شدن اندازه فریت شده که این دو اثر باعث افزایش استحکام لایه رویین شده است. در نمونه جوشکاری شده بوسیله جریان پالسی, فلز جوش و ناحیه HAZ در موقعیت کاتدی قرار گرفته‌اند در حالیکه در نمونه جوشکاری شده بوسیله جریان پیوسته, ناحیه HAZ در موقعیت آندی قرار گرفت. دلیل این امر به نرخ سرد شدن بالاتر و در نتیجه کاهش جدایش عناصر آلیاژی در فلز جوش و کاهش اندازه دانه در ناحیه HAZ و کاهش تنش‌های پسماند نسبت داده شد. بر اساس تئوری پتانسیل مختلط, زوج گالوانیکی (WM/HAZ) تشکیل شده در نمونه جوشکاری شده بوسیله جریان پیوسته بر روی مقاومت به خوردگی تاثیر مخربی دارد در حالیکه این مسئله در مورد نمونه‌ جوشکاری شده به روش پالسی مشاهده نشد. آزمون موت- شاتکی برروی نواحی مختلف جوشکاری شده, نشان داد که لایه روئین تشکیل شده در محلول %5/3 کلرید سدیم از جنس نیمه هادی‌های نوع-n است و نواحی HAZ که کمترین مقدار مقاومت به خوردگی حفره‌ای را دارند، بیشترین مقدار عیوب اکسیژنی را در ساختار لایه روئین تشکیل شده داده‌اند. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده از این منحنی‌ها مشخص شده که مدل ‌‌عیوب نقطه‌‌ای(PDM) برای شکست لایه روئین در این نمونه‌ها صدق می‌کند. لغات کلیدی فولاد زنگ نزن آستنیتی, جوشکاری قوسی تنگستن-گاز, جریان پالسی, جدایش, خوردگی حفره‌ای, خوردگی گالوانیکی, موت-شاتکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی