جوشکاری غیرمشابه فولاد زنگ نزن دوفازی 32750 به فولاد کم آلیاژ استحکام بالا و ارزیابی خواص اتصال

در این پژوهش به بررسی ریزساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی مقاطع جوش غیر مشابه فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی uns s32750 به فولاد کم آلیاژ استحکام بالای api x65 پرداخته شد. برای جوشکاری از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با قطبیت منفی و فلز پر کننده aws a2594n استفاده شد. با توجه به اهمیت حرارت ورودی در جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوفازی، جوشکاری در چهار حرارت ورودی مختلف انجام و تأثیر حرارت ورودی بر تغییرات ریزساختاری، خواص مکانیکی و خوردگی منطقه جوش مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی انجام گرفت. به منظور ارزیابی استحکام ضربه ای اتصالات، از آزمون ضربه چارپی در دمای 20- درجه سانتیگراد استفاده شد و سطوح شکست با میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده و از eds جهت بررسی ترکیب شیمیایی ذرات موجود در سطوح استفاده شد. برای ارزیابی مقاومت به خوردگی نیز از آزمون های پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک و پلاریزاسیون سیکلی در محیط 5/3 درصد کلرید سدیم در دمای محیط استفاده شد. آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در دماهای مختلف نیز برای ارزیابی دمای بحرانی حفره دار شدن (cpt) دو فلز جوش با حرارت ورودی های 78/0 و 86/0 کیلوژول بر میلیمتر استفاده شد. آزمون خوردگی گالوانیکی zra برای ارزیابی خوردگی گالوانیکی بین زوج گالوانیکی فولاد کم آلیاژ استحکام بالا / فلز جوش با بهترین خواص استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش حرارت ورودی از 5/0 تا 86/0 کیلوژول بر میلیمتر موجب کاهش درصد فریت فلز جوش از 44 تا 34 درصد می شود. نتایج حاکی از آن بود که در تمامی فلزات جوش، در فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی منطقه متأثر از حرارتی با عرض حدود 200 میکرومتر و با مقدار آستنیتی کمتر نسبت به فلز جوش و فلز پایه ایجاد می گردد. اما در منطقه متأثر از حرارت فولاد کم آلیاژ استحکام بالا در حرارت ورودی های پایین، فاز بینیت و فریت و در حرارت ورودی های بالا فاز پرلیت و فریت با پراکندگی غیر یکنواخت به وجود می آید. نتایج حاصل از آزمون ضربه چارپی نشان داد که نمونه های جوشکاری شده در دو حرارت ورودی پایین به ترتیب دارای انرژی ضربه پایین تر، شکست ترد و عدم پیوستگی بودند، در حالی که نمونه های جوشکاری شده در دو حرارت ورودی بالاتر دارای استحکام ضربه ای به مراتب بیشتر از فلزات پایه بودند. نتایج حاصل از eds نیز از حضور ذرات غنی از عناصر آلیاژی در نمونه با بیشترین حرارت ورودی حکایت داشت. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک نشان داد که رفتار خوردگی فلزات جوش شبیه فلز پایه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی و بسیار بهتر از فلز پایه کم آلیاژ استحکام بالا است. آزمون پلاریزاسیون سیکلی نیز نشان داد که فلز جوش با بیشترین حرارت ورودی دارای حساسیت به حفره دار شدن بیشتری نسبت به فلزات جوش دیگر می باشد. آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در دماهای مختلف نیز نشان داد که با افزایش دما پتانسیل حفره دار شدن کاهش می یابد و دمای بحرانی حفره دار شدن (cpt) فلزات جوش با حرارت ورودی های 78/0 و 86/0 کیلوژول بر میلیمتر به ترتیب 65 و 35 درجه سانتیگراد است. سرانجام مشخص شد که جوشکاری در حرارت ورودی 78/0 کیلو ژول بر میلیمتر منجر به بهترین خواص ضربه و خوردگی می شود. نتایج آزمون zra نیز نشان داد که در زوج گالوانیکی فولاد کم آلیاژ استحکام بالا / فلز جوش، فولاد کم آلیاژ استحکام بالا دچار خوردگی می شود و مکانیزم این خوردگی گالوانیکی نیز از نوع خوردگی حفره ای است.