Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Ali Ashrafi
مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما) علي اشرفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed ali Mousavi
سيدعلي موسوي

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.
چکيده در اين پژوهش تأثير تشکيل باند فريتي به منظور جلوگيري از نفوذ اتم­هاي عنصر مس به مرزدانه­هاي فولاد و ترک­هاي ناشي از آن در حين روکش­کاري آلياژ آلومينيوم برنز بر روي فولاد ساده­کربني، مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور از روش جوشکاري قوسي تنگستن-گاز (GTAW) با جريان ثابت و قطبيت DCEN براي روکش­کاري فلز پرکننده ERCuAl-A2 بر روي فولاد ساده کربني استفاده­شد. از پرکننده برنز سيليسيوم­دار (ERCuSi-A) به همراه پرکننده آلومينيوم برنز (ERCuAl-A2) به منظور تشکيل باند فريتي استفاده­گرديد. ريزساختار، ترک­هاي ايجادشده و باند فريتي به کمک ميکروسکوپ نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، آناليز پراش الکتروني برگشتي مشخصه­يابي شدند. در اين تحقيق با انجام يک پروژه علمي و آماري و با استفاده از روش طراحي آزمايش­ها (DOE) به پيش­بيني شرايط تشکيل %wt18/4 سيليسيوم در باند فريتي، جهت جلوگيري از نفوذ مذاب مس در مرزدانه­هاي فولاد، پرداخته شده­است. آزمايش­ها با استفاده از روش سطح پاسخ مطابق با طرح باکس-بنکن با در نظر گرفتن سه سطح براي ميزان سيليسيوم در فلزپرکننده، حرارت ورودي و هم­پوشاني پاس­ها انجام گرديد. براي تجزيه و تحليل داده­هاي روش سطح پاسخ از نرم­افزار MINITAB (18) استفاده گرديد. رفتار خوردگي موضعي روکش­ها به وسيله آزمون پلاريزاسيون چرخه­اي در محلول 5/3 درصد سديم کلريد براي نمونه­هاي حاوي صفر، 80/3 و 60/7 درصد وزني سيليسيوم ارزيابي شدند. با روکش­کاري برنزآلومينيوم حاوي %wt80/3 سليسيوم، باند فريتي از نفوذ مذاب مس به مرزدانه­هاي فولاد جلوگيري کرد اما زماني­که هم­پوشاني پاس­ها براي روکش مورد نظر ايجاد شد، انحلال و تغيير فاز باند فريتي به منطقه آستنيتي و در نتيجه آن نفوذ اتم­هاي عنصر مس در مرزدانه­هاي فولاد رخ داد. نتايج روش سطح پاسخ نشان داد در حالتي که با %wt60/7 سيليسيوم عمليات روکش­کاري با حداقل حرارت ورودي صورت گيرد در هم­پوشاني پاس­ها، نفوذ مذاب مس به مرزدانه­هاي ناحيه متأثر از حرارت فولاد رخ نخواهد­داد. در آزمون پلاريزاسيون چرخه­اي روکش حاوي صفر درصد وزني سيليسيوم به دليل تشکيل حلقه هيسترزيس منفي، خوردگي حفره­اي رخ نداد. اگرچه روکش حاوي %wt60/7 سيليسيوم، مقاومت به خوردگي حفره­اي کمتري نسبت به روکش %wt80/3 سيليسيوم دارد اما حساسيت به حفره­دار شدن روکش حاوي %wt60/7 سيليسيوم، کم­تر مي­باشد. کلمات کليدي: روکش­کاري، برنز آلومينيوم، نفوذ مذاب مس، برنز سليسيوم­دار، باند فريتي، روش سطح پاسخ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی