بررسي رفتار خوردگي نواحي مختلف قطعه جوشکاري شده فولاد زنگ نزن آستنيتي 316L

SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Morteza Shamanian esfahani,Kaivan Raissi
احمد ساعت چي (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد مشاور) کيوان رئيسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Iman Berenjani
ايمان برنجاني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation of corrosion behavior of austenitic welded stainless steel
In this study, austenitic stainless steel type 316L was welded using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) and Pulsed Gas Tungsten Arc Welding (PGTAW). Optical observations, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction analysis (XRD) were employed to study the effect of continuous and pulse currents on microstructure and phase transformation in weld metal (WM) and heat affected zones (HAZ). The pulse current resulted in finer grain and more ferrite in WM and also smaller grain growth in HAZ. This can be due to the decrease in heat input and higher cooling rate encouraged by pulse current. Cyclic Potentiodynamic polarization tests showed that the WM of sample produced by pulse current show higher corrosion and pitting resistances than that in sample produced by continuous current. The reason is attributed to lower segregation of solute elements such as chromium and molybdenum into the delta-ferrite and also finer grain size produced in WM due to lower heat input and higher cooling rate. Both of these factors increase the stability of passive layer formed. The results showed that the corrosion behavior of WM in both conditions (pulse and continuous current) is higher than the base metal (BM). This fact is attributed to the presence of ferrite bands formed in BM due to the segregation of alloy elements. Base on the mixed potential theory, the galvanic couple of HAZ/WM formed in sample welded by continuous current is detrimental for higher corrosion resistance due to higher grain growth and residual stress produced in HAZ. The Mott-schottky plots confirmed that the passive layer formed on welded samples was an n-type semiconductor. The results showed that the samples showed less pitting resistance contained more oxygen vacancies in their passive film structure. It is also concluded that the breakdown of passive layer and pitting formation obey point defect model (PDM). Key Words Austenitic stainless steel, Gas tungsten arc welding, Pulsed currents, Segregation, Pitting corrosion, Galvanic Corrosion, Mott- Schottky.
چکيده در اين تحقيق فولاد زنگ نزن آستنيتي L 316, بوسيله دو فرايند جوشکاري قوسي تنگستن-گاز (GTAW) و قوسي تنگستن-گاز پالسي (Pulsed GTAW), جوشکاري شد. با استفاده از ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM ) و دستگاه پراش پرتو ايکس (XRD), ريزساختار و آناليز فازي فلز جوش) (WM و منطقه متاثر از حرارت (HAZ), مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي‌ها نشان داد که ساختار فلز جوش در نمونه جوشکاري شده بوسيله جريان پالسي نسبت به نمونه جوشکاري شده با جريان پيوسته, داراي دانه بندي ريزتر است و نيز رشد دانه در منطقه HAZ کاهش يافته است. همچنين درصد فاز فريت موجود در نمونه جوش پالسي در مقايسه با نمونه جوش با جريان پيوسته افزايش يافته است. دليل اين نتايج به کاهش حرارت ورودي, افزايش نرخ سرد شدن و تاثير جريان پالسي نسبت داده شد. نتايج پلاريزاسيون سيکلي بهبود مقاومت به خوردگي حفره‌اي در نمونه جوشکاري شده بوسيله جريان پالسي نسبت به نمونه جوشکاري شده با جريان پيوسته نشان داد. کاهش حرارت ورودي و افزايش نرخ سرد شدن, جدايش عناصر آلياژي در فلز جوش را کاهش داده و باعث ريزتر شدن اندازه فريت شده که اين دو اثر باعث افزايش استحکام لايه رويين شده است. در نمونه جوشکاري شده بوسيله جريان پالسي, فلز جوش و ناحيه HAZ در موقعيت کاتدي قرار گرفته‌اند در حاليکه در نمونه جوشکاري شده بوسيله جريان پيوسته, ناحيه HAZ در موقعيت آندي قرار گرفت. دليل اين امر به نرخ سرد شدن بالاتر و در نتيجه کاهش جدايش عناصر آلياژي در فلز جوش و کاهش اندازه دانه در ناحيه HAZ و کاهش تنش‌هاي پسماند نسبت داده شد. بر اساس تئوري پتانسيل مختلط, زوج گالوانيکي (WM/HAZ) تشکيل شده در نمونه جوشکاري شده بوسيله جريان پيوسته بر روي مقاومت به خوردگي تاثير مخربي دارد در حاليکه اين مسئله در مورد نمونه‌ جوشکاري شده به روش پالسي مشاهده نشد. آزمون موت- شاتکي برروي نواحي مختلف جوشکاري شده, نشان داد که لايه روئين تشکيل شده در محلول %5/3 کلريد سديم از جنس نيمه هادي‌هاي نوع-n است و نواحي HAZ که کمترين مقدار مقاومت به خوردگي حفره‌اي را دارند، بيشترين مقدار عيوب اکسيژني را در ساختار لايه روئين تشکيل شده داده‌اند. همچنين با توجه به نتايج بدست آمده از اين منحني‌ها مشخص شده که مدل ‌‌عيوب نقطه‌‌اي(PDM) براي شکست لايه روئين در اين نمونه‌ها صدق مي‌کند. لغات کليدي فولاد زنگ نزن آستنيتي, جوشکاري قوسي تنگستن-گاز, جريان پالسي, جدايش, خوردگي حفره‌اي, خوردگي گالوانيکي, موت-شاتکي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی