Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Abbas Bahrami
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) عباس بهرامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Afzal Ravand
افضل راوند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Evaluation of microstructural and mechanical properties of Dissemillar welding bitween Incoloy 825 and low strength alloy steel API 5L X70 using two filler metals ER NiCrMo-3, and austenitic stainless steel 309L
Influence of chemical composition on the microstructural evolution and mechanical properties in dissimilar weld between Incoloy‌ 825 superalloy and high strength low alloy API X70 steel was investigated in this research. Samples of base metals were welded with NiCrMo-3 and 309L austenitic stainless steel fillers using gas tungsten arc welding process. The microstructure of different regions including base metals, fusion zone and heat affected areas was characterized by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), linear scan technique of energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) analysis. The mechanical properties of the specimens were assessed by tensile, impact and micro-hardness tests. Microstructural studies showed that the structure of NiCrMo-3 weld metal was mostly austenitic, and segregation of Mo and Nb to the inter-dendrite spaces and solidication grain boundaries led to the deposition secondary phases. It was also demonstrated that 309L weld with its austenite + ferrite (FA) solidification mode has a dendritic microstructure with skeletal ferrite, segregated with a skeletal or worm morphology at the boundaries between dendrites or cells. The results of tensile test showed that NiCrMo-3 weld had the highest tensile strength and the rupture occurred in ferritic base material. Fractography examinations of tensile test specimens revealed that the fractures were mostly soft-type. Results of impact test indicated that NiCrMo-3 weld had the highest toughness. Examination of fracture surfaces revealed that the fractures were mostly soft-type in impact test. This was due to the austenitic structure of NiCrMo-3 weld alloy. This is also true for the soft-type failure of the tensile test samples. According to the micro-hardness test results, the NiCrMo-3 weld the highest hardness due to the formation of hard Nb and Mo-rich phases, as well as Lava. Also, the lowest hardness obtained was related to the heat affected zone of API X70. It can be attributed to the dissolution of precipitations and grain growth in this area because of the heat cycles applied during welding. key word Incoloy, high strength low alloy steel, dissimilar welding, transition zone, heat input, dendrite
در این پژوهش اثر ترکیب شیمیایی و نوع فلز پرکننده بر تکامل ریزساختاری و خواص مکانیکی در جوشکاری غیرمشابه سوپر‌آلیاژ اینکولوی‌ 825 به فولاد کم آلیاژ استحکام بالای API X70 موردبررسی قرار گرفت. نمونه‌هایی از فلزات پایه با فلزات پرکننده NiCrMo-3 و فولاد زنگنزن آستنیتیL 309 توسط فرایند قوسی تنگستن-گاز جوشکاری شدند. ریزساختار مناطق مختلف اعم از فلزات پایه، منطقه ذوب و نواحی تحت تأثیر حرارت به کمک میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز اسکن خطی و آنالیز پراش پرتو ایکس مشخصه‌یابی شد. خواص مکانیکی نمونه‌ها توسط آزمون‌های کشش، ضربه و ریزسختیسنجی موردبررسی قرار گرفت بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که ساختار فلز جوش NiCrMo-3 غالباً آستنیتی بوده و جدایش عناصر مولیبدن و نیوبیوم در فضاهای بین دندریتی و مرزدانه‌های انجمادی موجب ایجاد رسوبات فاز ثانویه در فلز جوش NiCrMo-3 شد. همچنین بررسیها نشان داد که فلز جوشL 309 دارای مد انجماد آستنیت+فریت (FA) ریزساختار دندریتی با فریت اسکلتی دارد که این فریت با مورفولوژی اسکلتی یا کرمی شکل در مرز بین دندریتها یا سلول‌ها جدایش یافته‌اند. نتایج آزمون کشش نشان داد که فلز جوش NiCrMo-3 بیشترین استحکام کششی را داشته و گسیختگی از فلز پایه فریتی رخ داد. در بررسی‌ سطوح شکست نمونه‌های آزمون کشش مشخص شد که شکست‌ها غالباً از نوع نرم بوده‌اند. نتایج آزمون ضربه نشان داد که نمونههای فلز جوش NiCrMo-3 بیشترین چقرمگی را دارا بودند. در بررسی سطوح شکست نمونههای آزمون ضربه مشخص شد که شکستها غالباً از نوع نرم بودهاند. این امر به علت ساختار آستنیتی فلز جوش آماده‌شده با فلز پرکننده NiCrMo-3 بود. این دلیل برای شکست نرم نمونه‌های آزمون کشش نیز صادق هست. نتایج حاصل از آنالیز ریزسختی‌سنجی نشان داد که فلز جوش آماده‌شده با فلز پرکننده NiCrMo-3 دارای بیشترین سختی است که دلیل آن به تشکیل فازهای سخت غنی از عنصر نیوبیوم و مولیبدن و فازهای لاوه نسبت داده شد. همچنین کمترین سختی به‌دست‌آمده مربوط به منطقه تحت تأثیر حرارت فلز پایه فولاد API X70 بود که دلیل کم بودن سختی این منطقه به انحلال رسوبات و رشد دانه بالا در این منطقه در اثر حرارت بالای اعمالی حین فرایند جوشکاری نسبت داده شد. کلمات کلیدی اینکولوی، فولاد کم آلیاژ استحکام بالا، جوشکاری غیرمشابه،منطقه انتقالی، گرمای ورودی، فلز پرکننده

ارتقاء امنیت وب با وف بومی