جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فولاد زنگ نزن دوفازی gost 5632 و ارزیابی خواص اتصال

در این تحقیق ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه های فولاد زنگ نزن دوفازی gost 5632 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور نمونه های مختلف به ضخامت mm 5/1 تحت متغیر های سرعت چرخشی 400، 600 و rpm 800 و سرعت های پیشروی 50، 100 و mm/min 150 جوشکاری شدند. ابزار مورد استفاده از نوع آلیاژ های کاربید تنگستنی و به قطر شانه mm 16 و پین مخروطی به ارتفاع mm 25/1 بوده است. پروفیل دمایی حاصل از ترموکوپل های نوع k، بیشینه دمای جوشکاری در ناحیه مرکزی جوش تحت بالاترین حرارت ورودی یعنی سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت پیشروی mm/min 50 را در حدود 1000 درجه سانتی گراد نشان داد. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به آنالیز عنصری صورت گرفت. فاز شناسی به روش پراش پراش پرتو ایکس(xrd)، سختی سنجی تحت بار g 300 و خواص مکانیکی با روش آزمایش کشش انجام شد. در نهایت سطح مقطع شکست نمونه های کشش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج xrd از نمونه های جوشکاری عدم تشکیل فاز های مضر سیگما، چی و غیره را به علت سرعت سرد شدن بالای نمونه ها به اثبات رساند. اندازه دانه ناحیه اغتشاش به دلیل تغییر شکل شدید ماده در تماس با ابزار در حال چرخش نسبت به سایر نواحی به شدت کاهش یافت. دلیل آن رخ دادن پدیده تبلور مجدد دینامیکی است که در حضور حرارت و تغییر شکل شدید به سرعت فعال شده و در نتیجه آن اندازه دانه ها کاهش یافته است. کمترین اندازه دانه برای نمونه جوشکاری شده با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 150 در حدود ?m 1 اندازه گیری شده است. با توجه به سیلان ماده در حین چرخش ابزار، سمت پیشرونده نمونه ها بیشترین میزان تغییر شکل را متحمل شد و به همین دلیل اندازه دانه در سمت پیشرونده نسبت به سمت پسرونده کاهش بیشتری یافت. با توجه به ریز شدن و پدیده تبلور مجدد دینامیکی، سختی ناحیه مرکزی جوش به شدت افزایش یافت به گونه ای که برای نمونه با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 150 به حدود 423 ویکرز نسبت به فلز پایه با 284 ویکرز رسید. بررسی نتایج آزمون کشش و نحوه شکست نمونه ها نشان داد که در نمونه های با سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 100 میزان استحکام نهایی در حدود mpa 774 بوده اما محل شکست نمونه ها از ناحیه فلز پایه اتفاق افتاد. این در حالی بود که برای سایر پارامتر ها اغلب شکست از مرز جوش با فلز پایه رخ داد. بررسی شکست نگاری نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که به جز در یک مورد، در هیچ یک از نمونه ها شکست تورقی مشاهده نشد. براساس نتایج حاصل از مشاهدات ریزساختاری، پروفیل های دمایی، پراش اشعه ایکس و خواص مکانیکی، پارامتر بهینه جوشکاری فولاد دو فازی gost 5632 شامل سرعت چرخشی rpm 600 و سرعت پیشروی mm/min 100 معرفی شد.