Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Mohmmad ali Golozar
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Milad Vahman tadi
میلاد وهمن طادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Effect of heat input of gas-tungsten arc welding on microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of UNS S32906 super duplex stainless steel
In this study, microstructural and mechanical characteristics and corrosion resistence of the UNS S32906 super duplex steainless steel were investigated. The gas tungsten arc welding technique with direct current electrode negative polarity was used. Also the Sandvik 29.8.2.L was used as the filler metal. Heat input is one of the most important factors which affects welding structure and properties. In order to evaluate the influence of heat input, welding was carried out in 1.19, 1.46 and 1.87 Kj/mm. microstructure of base metal and weldments was examined using optical and scanning electron microscopes. EDS technique was used to understand how the alloying elements are distributed into the ferrite and austenite phases. Hardness and impact test was used to evaluate the mechanical properties. Tafel test was applied to evaluate the corrosion behavior of base metal and weldments and the corrosion resitance and also the effect of heat input on that was examined. Corrosion test was conducted in 1M NaCl solution. The results showed that the amount of ferrite phase decreased from 59.4 to 49.4 as the heat input increses. Also only ferrie and austenite phases were observed in the microstructure without any other detrimental phases. The hardness test results showed that the hardness of weld metal went up in comparison with base metal. Furthermore, the more heat input was used, the more austenite phase was formed, the less weldment hardness was appeared. The impact test showed that the toughness of samples and the amount of austenite phase increases with heat input and subsequently the highest heat input welded sample showed the highest toughness and the lowest hardness. Tafel test showed that base metal has better corrosion behavior irrespective of the heat input of weldments. With the increasing of heat inpute the ferrite and austenite ratio approaches to 50/50 portion and the corrosion behavior improves. So the highest heat input welded sample, the better corrosion behavior. Eventually it can be said that whethere in terms of microstructure or mechanical properties included hardness and impact behavior or corrosion resistance the sample wich was welded with the highest heat input which is 1.87 Kj/mm, showed the best properties. Keywords : Tungsten- Arc welding method, Super duplex stainless steel, Heat-input, microstructure, mechanical properties, corrosion behavior.
در پژوهش حاضر به بررسی ریزساختار، خواص مکانیکی و نیز خواص خوردگی فولاد زنگ‌نزن سوپردوفازی UNS S32906 پرداخته شد. فرایند جوشکاری به روش قوسی تنگستن- گاز و به صورت قطبیت منفی انجام گرفت. فلز پرکننده Sandvik 29.8.2.L جهت ایجاد اتصال استفاده شد. حرارت ورودی مورد استفاده در جوشکاری یکی از مهمترین عوامل موثر بر خواص و ساختار نهایی اتصال می‌باشد. به منظور بررسی تاثیر حرارت ورودی، فرایند جوشکاری بر اساس دستورالعمل پیشنهادی جوشکاری ارائه شده توسط سازنده، در سه حرارت ورودی 19/1، 46/1 و 87/1 کیلوژول بر میلی متر انجام شد. بررسی ریزساختار فلز پایه و فلزات جوش توسط میکروسکوپ نوری و نیز میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. همچنین به منظور بررسی نحوه توزیع عناصر آلیاژی بین فازهای فریت و آستنیت موجود در ساختار از روش آنالیز EDS استفاده شد. خواص مکانیکی نمونه‌ها با انجام آزمون سختی و ضربه مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه رفتار خوردگی فلز پایه و نیز فلزات جوش توسط آزمون تافل مورد بررسی قرار گرفت و مقاومت به خوردگی نمونه‌ها و تاثیر حرارت ورودی بر آن‌ها بررسی شد. برای بررسی رفتار خوردگی از محلول 1 مولار NaCl استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش میزان حرارت ورودی درصد فاز فریت در ریزساختار از 4/59 به 4/49 کاهش یافت. همچنین تنها دو فاز فریت و آستنیت در ریزساختار تمامی نمونه‌ها مشاهده شد و هیچگونه فاز مضر دیگری در ساختار حضور نداشت. نتایج سختی حاکی از افزایش سختی در فلز جوش در قیاس با فلز پایه بود. ضمن آنکه با افزایش حرارت ورودی و افزایش میزان آستنیت در ریزساختار، مقدار سختی جوش کاهش یافت. آزمون ضربه نشان داد چقرمگی نمونه‌ها با افزایش حرارت ورودی و افزایش آستنیت موجود در ریزساختار افزایش می‌یابد و بدین ترتیب نمونه با بالاترین حرارت ورودی دارای چقرمگی بالاتر و سختی کمتر در قیاس با سایر نمونه‌های جوشکاری شده بود. نتایج آزمون تافل نشان داد رفتار خوردگی و مقاومت به خوردگی فلز پایه در مقایسه با تمامی فلزات جوش حاصل از حرارت ورودی‌های کم تا زیاد بهتر بود. در این بین با افزایش حرارت ورودی و نزدیک شدن نسبت فریت و آستنیت در ریزساختار به نسبت تعادلی 50/50، رفتار خوردگی بهبود می‌یابد. درنتیجه نمونه با بالاترین حرارت ورودی دارای بهترین رفتار خوردگی بود. نتیجه‌گیری کلی نشان داد چه از لحاظ ریزساختار و چه از لحاظ خواص مکانیکی شامل سختی و ضربه و چه از نظر مقاومت به خوردگی نمونه جوشکاری شده با بالاترین حرارت ورودی یعنی 87/1 کیلوژول بر میلی‌متر دارای بهترین و مطلوب‌ترین خواص می‌باشد. کلمات کلیدی جوشکاری قوسی تنگستن- گاز، فولادهای زنگ‌نزن سوپردوفازی، حرارت ورودی، ریزساختار، خواص مکانیکی، خوردگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی