Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Ali Ashrafi
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) علی اشرفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed ali Mousavi
سیدعلی موسوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
The effect of ferrite band in this investigation for the prevention of Copper’s atomic diffusion to steel’s grain boundaries and the resulting cracks during cladding of Aluminum Bronze alloy on Carbon Steel. Thus, the conventional gas tungsten arc welding (GTAW) method with the direct current and straight polarity (DCSP) was applied to coat carbon Steel by means of ERCuAl-A2 filler material. Bronze filler wire containing Si (ERCuSi-A) along with Aluminum Bronze (ERCuAl-A2) filler were used, in order to form ferrite band. Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Electron Back Scattered Diffraction. A scientific and statistical project were used and a design of experiments (DOE) method exerted to prognosticate the conditions of 4.18 %wt. Si in ferrite band. Experiments were performed using a respond surface method (RSM) and considering three levels for filler’s Si content, Heat Input, and Overlap, each one. MINITAB (18) software was used to analyze the data attained by respond surface technique. The clads’ local corrosion behavior of specimens with the Si content of 0, 3.80, and 7.60 %wt. was assessed through the Cyclic Polarization test in 3.5% Sodium Chloride solution. Ferrite Band prevented the diffusion of Cu melt into the Steel’s grain boundaries when Aluminum Bronze with 3.8 %wt. Si was deposited. Nevertheless, the Ferrite’s dissolution and phase change into Austenite zone and consequently the Cu permeation in Steel’s grain boundaries occurred when Overlapping of the mentioned Clad with passes was produced. The results of the respond surface method demonstrated that the diffusion of Cu liquid into grain boundaries of steel’s HAZ was not observed the cladding was performed with 7.6 %wt. Si and in minimum heat input. In Cyclic Polarization test, the pitting corrosion was not observed in clad which had no Si content, due to the establishment of negative hysteresis ring. Although the pitting sensitivity is low in the clad containing 7.6 %wt. Si, it showed the lower pitting corrosion resistivity compared to the one containing 3.8 %wt. Si. Key words: Cladding, Aluminum Bronze, Diffusion of Cu Melt, Bronze Containing Si, Ferrite Band, Respond Surface Method.
در این پژوهش تأثیر تشکیل باند فریتی به منظور جلوگیری از نفوذ اتم­های عنصر مس به مرزدانه­های فولاد و ترک­های ناشی از آن در حین روکش­کاری آلیاژ آلومینیوم برنز بر روی فولاد ساده­کربنی، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز (GTAW) با جریان ثابت و قطبیت DCEN برای روکش­کاری فلز پرکننده ERCuAl-A2 بر روی فولاد ساده کربنی استفاده­شد. از پرکننده برنز سیلیسیوم­دار (ERCuSi-A) به همراه پرکننده آلومینیوم برنز (ERCuAl-A2) به منظور تشکیل باند فریتی استفاده­گردید. ریزساختار، ترک­های ایجادشده و باند فریتی به کمک میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز پراش الکترونی برگشتی مشخصه­یابی شدند. در این تحقیق با انجام یک پروژه علمی و آماری و با استفاده از روش طراحی آزمایش­ها (DOE) به پیش­بینی شرایط تشکیل %wt18/4 سیلیسیوم در باند فریتی، جهت جلوگیری از نفوذ مذاب مس در مرزدانه­های فولاد، پرداخته شده­است. آزمایش­ها با استفاده از روش سطح پاسخ مطابق با طرح باکس-بنکن با در نظر گرفتن سه سطح برای میزان سیلیسیوم در فلزپرکننده، حرارت ورودی و هم­پوشانی پاس­ها انجام گردید. برای تجزیه و تحلیل داده­های روش سطح پاسخ از نرم­افزار MINITAB (18) استفاده گردید. رفتار خوردگی موضعی روکش­ها به وسیله آزمون پلاریزاسیون چرخه­ای در محلول 5/3 درصد سدیم کلرید برای نمونه­های حاوی صفر، 80/3 و 60/7 درصد وزنی سیلیسیوم ارزیابی شدند. با روکش­کاری برنزآلومینیوم حاوی %wt80/3 سلیسیوم، باند فریتی از نفوذ مذاب مس به مرزدانه­های فولاد جلوگیری کرد اما زمانی­که هم­پوشانی پاس­ها برای روکش مورد نظر ایجاد شد، انحلال و تغییر فاز باند فریتی به منطقه آستنیتی و در نتیجه آن نفوذ اتم­های عنصر مس در مرزدانه­های فولاد رخ داد. نتایج روش سطح پاسخ نشان داد در حالتی که با %wt60/7 سیلیسیوم عملیات روکش­کاری با حداقل حرارت ورودی صورت گیرد در هم­پوشانی پاس­ها، نفوذ مذاب مس به مرزدانه­های ناحیه متأثر از حرارت فولاد رخ نخواهد­داد. در آزمون پلاریزاسیون چرخه­ای روکش حاوی صفر درصد وزنی سیلیسیوم به دلیل تشکیل حلقه هیسترزیس منفی، خوردگی حفره­ای رخ نداد. اگرچه روکش حاوی %wt60/7 سیلیسیوم، مقاومت به خوردگی حفره­ای کمتری نسبت به روکش %wt80/3 سیلیسیوم دارد اما حساسیت به حفره­دار شدن روکش حاوی %wt60/7 سیلیسیوم، کم­تر می­باشد. کلمات کلیدی: روکش­کاری، برنز آلومینیوم، نفوذ مذاب مس، برنز سلیسیوم­دار، باند فریتی، روش سطح پاسخ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی