Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Ahmad KermanPour
مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Degmolaei
رضا دهملائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1380

TITLE

Dissimilar Welding of Incoloy 800 Superalloy/25Cr-35Ni Heat Resistant Steel and Evaluation of the Joint Properties
Incoloy 800 superalloy and HP heat resistant steel are alloys having excellent strength and corrosion resistance at high temperature. Dissimilar welds of both alloys are widely used at environments such as steam generator materials, reformer and pyrolysis tubes in the refinery and petrochemical industries. In this research, first microstructural and mechanical properties changes of two alloys were characterized before and after the aging. The microstructures were identified using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis. The aging effects of two alloys on its weldability, microstructure and properties of weld metal and its heat affected zone were then studied. It was found that the aging causes crack formation in the heat affected zone of two alloys resulting in decreasing of the weldability. The effects of heat input, interpass temperature, type of filler material and a pre-weld solution annealing were then investigated. It was found that the most important step to improve weldability and to reduce cracking susceptibility is solution annealing. A suitable annealing treatment was then proposed. Hot cracking susceptibility of base and filler materials was investigated by Varestraint test. The results showed that the aging increases hot cracking susceptibility, while the solution annealing treatment can reduce this susceptibility. It was concluded that dissimilar welding of alloy 800 to HP steel can be successfully carried out under the conditions of erforming a suitable pre-weld solution annealing and selecting low heat input, low interpass temperature with using Inconel 82 or 617 filler materials.
چکيده سوپر آلياژ اينکولوي 800 و فولاد مقاوم به حرارت HP به دليل استحکام بالا و مقاومت عالي به خوردگي و اکسيداسيون در دماهاي بالا کاربردهاي متنوعي را در صنايع گوناگون پيدا کرده و اتصال آنها اهميت يافته است . در اين پژوهش ابتدا تغييرات ريزساختاري و خواص مکانيکي دو آلياژ اينکولوي 800 و فولاد HPقبل و بعد از قرار گرفتن طولاني مدت درمعرض دماهاي بالا مورد بررسي قرار گرفت. بررسي هاي ريز ساختاري با استفاده از ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپهاي الکتروني SEM وTEM مجهز به سيستم آناليز شيميايي (EDS) انجام شد. دو آلياژ در شرايط مختلف با استفاده از روش جو.شکاري قوسي-تنگستن با گاز محافظ (GTAW ) جوشکاري شدند. سپس تاثير پير شدن دو آلياژ بر جوش پذيري آنها و خواص و ساختار منطقه جوش و ناحيه متاثر از حرارت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که پير شدن باعث کاهش جوش پذيري و ايجاد ترک در ناحيه متاثر از حرارت آنها گرديده است. در ادامه اثرات متغيرهاي حرارت ورودي، دماي بين پاسي، نوع فلز پرکننده و عمليات حرارتي آنيل انحلالي قبل از جوشکاري بر ريز ساختار و خواص اتصال غير مشابه دو آلياژ مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفت. مشخص شد که عمليات آنيل انحلالي نسبت به متغيرهاي ديگر داراي بيشترين تاثير بر خواص اتصال فوق بوده و باعث برگشت ساختار ميکروسکوپي به حالت اوليه قبل از پير شدن و بهبود انعطاف پذيري و مقاومت به ضربه هر دو آلياژ شده است. نتايج نشان داد که پس از انجام عمليات آنيل انحلالي، جوش پذيري دو آلياژ بهبود يافته و اثري از ترک در منطقه جوش يا ناحيه متاثر از حرارت مشاهده نشد. حساسيت به ترک داغ فلزات پايه وجوش با استفاده از آزمايش وارسترينت مورد ارزيابي قرار گرفت. مشخص شد که در اثر پير شدن، حساسيت به ترک داغ افزايش يافته در صورتي که آنيل انحلالي ميزان حساسيت به ترک داغ هر دو فلز را به ميزان قابل توجهي کاهش داده است. نتايج همچنين نشان داد که فلز پر کننده اينکونل 82 داراي کمترين حساسيت به ترک داغ و فلزات پر کننده اينکونل 617 و فولاد زنگ نزن 309 داراي بيشترين حساسيت به ترک داغ هستند. پژوهش انجام شده نشان داد که جوشکاري غيرمشابه اينکولوي 800 به فولاد مقاوم به حرارت HP تحت شرايط آنيل انحلالي قبل از جوشکاري، حرارت ورودي مناسب(J/mm-935-820)، دماي بين پاسي پايين (کمتر از 200 درجه سانتي گراد) و استفاده از فلزات پرکننده اينکونل 82 و اينکونل 617 مي تواند با موفقيت انجام گردد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی