Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Rezaian,Morteza Shamanian esfahani,Masoud Atapoor
احمد رضائیان (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hossein Khosrovaninezhad
حسین خسروانی 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 این تحقیق به بررسی تحولات ریزساختاری، تغییرات بافت، خواص مکانیکی و بررسی های اولیه در زمینه رفتار خوردگی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 AISI به فولاد کم کربن 37 St با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پرداخته شد. برای انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، سرعت های چرخشی 400، 600 و rpm 800 و سرعت های پیشروی 50، 100 و mm/min 150 به کار گرفته شد. بررسی های فازی توسط آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) و آزمون طیف سنجی اشعه ایکس (EDS) و بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. تغییرات بافت نمونه ها با استفاده از آزمون پراش الکترونی از الکترون های برگشتی (EBSD) بررسی شد. خواص مکانیکی اتصال با استفاده از آزمون کشش، آزمون سوراخ برشی و آزمون ریزسختی سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص خوردگی اتصال نیز توسط آزمون تافل و آزمون غوطه وری بررسی شد. نتایج نشان داد با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی جوش های سالم بین این دو فولاد به دست می آید. بررسی های فازی در مرز اتصال، عدم تشکیل کاربید و ترکیبات بین فلزی را نشان داد. بررسی های ریزساختاری نیز مشخص کرد، بیشترین میزان کاهش اندازه دانه ها، در ناحیه اغتشاشی سمت فولاد زنگ نزن آستنیتی نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت خطی mm/min 50 رخ می دهد. آزمون EBSD نشان داد بافت در ناحیه اغتشاشی به سمت صفحات و جهات متراکم تغییر کرده است. نمونه های آزمون کشش جوشکاری شده با سرعت چرخشی ثابت rpm 400 و سرعت های پیشروی 50، 100 و mm/min 150 از ناحیه جوش دچار شکست شدند. این درحالی است که محل شکست سایر نمونه های جوشکاری شده فلز پایه فولاد 37 St بود. نتایج آزمون سوراخ برشی بیشترین استحکام برشی نهایی و بیشترین استحکام تسلیم برشی را برای نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 50 نشان داد. با این وجود این نمونه کمترین میزان ازدیاد طول را داشت. بیشترین میزان ریزسختی در ناحیه اغتشاشی سمت فولاد 316 AISI نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت خطی mm/min 50 به دست آمد. نتایج بررسی رفتار خوردگی نشان داد اگرچه ناحیه جوش در نمونه های جوشکاری شده رفتار خوردگی نزدیک به فلز پایه 37 St دارد، با این وجود پتانسیل خوردگی بالاتر و جریان خوردگی بیشتری از خود نشان می دهد. نتایج آزمون غوطه وری نیز نشان داد که کمترین میزان مقاومت به خوردگی حفره ای مربوط به ناحیه اغتشاشی سمت فولاد 37 St است که دلیل آن می تواند افزایش چگالی نابجایی ها و مرز دانه ها در این ناحیه باشد. کلمات کلیدی: اتصال غیرمشابه، فولاد زنگ نزن آستنیتی 316AISI ، فولاد کم کربن، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، EBSD

ارتقاء امنیت وب با وف بومی