ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همسان فولاد کم-آلیاژ فریتی Gr.11-A387 به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی A240-TP. 316

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 3، دوره 27، شماره 1، اسفند 1394، صفحه 23-38   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v27i1.23535

نویسندگان

سید حسین میرکریمی^* ؛ خلیل رنجبر؛ محسن روشنی؛ رضا دهملایی

دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

اتصال غیرهم‎سان فولادهای فریتی کم‌آلیاژ به فولادهای زنگ نزن آستنیتی، در دهه‌های گذشته به‎صورت گسترده‌ای در صنایع به‎کار گرفته شده است. در تحقیق حاضر، دو فولاد زنگ‌نزن آستنیتی A240-TP. 316 و فولاد کم‌آلیاژ فریتی A387-Gr. 11 توسط جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ با دو جریان ثابت و پالسی و با استفاده از دو نوع فلز پرکننده‎ی ER309L و ERNiCr-3 ، به‎هم جوش داده شدند. پس از انجام آزمون های متالوگرافی، آزمون‎های تعیین ترکیب شیمیایی، ریزسختی‎سنجی، کشش و ضربه، مشخص شد که به‎طور کلی، نمونه‌های جوشکاری شده توسط جریان پالسی، به‎دلیل گرمای ورودی کم‎تر و ایجاد اختلاط بیش‎تر در حوضچه‎ی جوش، ضمن کاهش وقوع پدیده‎های نامطلوب متالورژیکی مانند تشکیل منطقه‎ی فقیر از کربن، منطقه‎ی انتقالی و منطقه‎ی مخلوط نشده، بهبود خواص مکانیکی اتصال را در بر داشتند. نتایج نشان دادند که فلز پرکننده‎ی پایه نیکل، به‎دلیل محدود کردن نفوذ کربن به‎درون حوضچه‎ی جوش و کاهش احتمال تشکیل منطقه‎ی انتقالی نسبت به فلز پرکننده‎ی دیگر، مطلوب تر است.

کلیدواژه‌ها

اتصال غیر هم جنس؛ فولاد زنگ نزن آستنیتی؛ فولاد کم‌آلیاژ فریتی؛ جوشکاری قوس تنگستن تحت گاز محافظ؛ جریان پالسی؛ ریز ساختار جوش

مراجع

1. Bhaduri, A., et al., "Transition metal joints for steam generators-an overview", International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 58(3), PP. 251-265, (1994).
2. Lundin, C., "Dissimilar metal welds-transition joints literature review", Welding Journal, Vol. 61(2), PP. 58-63, (1982).
3. Wang, S., Q. Ma, and Y. Li, "Characterization of microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar welded joint between 2205 duplex stainless steel and 16MnR", Materials & Design, Vol. 32(2), PP. 831-837, (2011).
4. DuPont, J.N. and R.E. Mizia, "Review of Dissimilar Metal Welding for the NGNP Helical-Coil Steam Generator", Idaho National Laboratory (INL), PP. 1-20, (2010).
5. Wu, Y. and B. Patchett, "Formation of crack-susceptible structures of weld overlay of corrosion resistant alloys", Materials Performance: Sulphur and Energy, PP. 283-295, (1992).
6. Nelson, T., J. Lippold, and M. Mills, "Nature and Evolution of the Fusion Boundary in Ferritic-Austenitic Dissimilar Metal Welds—Part 2: On-Cooling Transformations", Welding Journal, Vol. 79, PP. 267-277, (2000).
7. Yoo, C.Y., S.C. Han, and D.Y. Yoon, "The grain boundary migration in Ag induced by thermal strain", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 26(11), PP. 3048-3049, (1995).
8. Barnhouse, E. and J. Lippold, "Microstructure/property relationships in dissimilar welds between duplex stainless steels and carbon steels", Welding Journal, Vol. 77, PP. 477, (1998).
9. Pan, C. and Z. Zhang, "Morphologies of the transition region in dissimilar austenitic-ferritic welds", Materials Characterization, Vol. 36(1), PP. 5-10, (1996).
10. Srinivasan, P.B., et al., "Microstructure and corrosion behavior of shielded metal arc-welded dissimilar joints comprising duplex stainless steel and low alloy steel", Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 15(6), PP. 758-764, (2006).
11. Naffakh, H., M. Shamanian, and F. Ashrafizadeh, "Interface and Heat-affected Zone Features of Dissimilar Welds between AISI 310 Austenitic Stainless Steel and Inconel 657", International Journal of Iron and Steel Society of Iran, Vol.5, PP. 22-30, (2008).
12. Wang, S.H., et al., "Gamma (γ) phase transformation in pulsed GTAW weld metal of duplex stainless steel", Materials Science and Engineering: A, Vol. 420(1), PP. 26-33, (2006).
13. "Welding Handbook", Vol. 1., 8th ed., PP. 33-35, American Welding Society, (1987).
14. American Society of Mechanical Engineers, "Process Piping, B31.3", PP. 74-76, (2010).
15. American Society for Testing and Materials,"Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products", A370, p. 5 & 19, (2003).
16. American Welding Society, "Standard Procedures for Calibrating Magnetic Instruments to Measure the Delta Ferrite Content of Austenitic and Duplex Ferritic-Austenitic Stainless Steel Weld Metal", A4.2, (1991).
17. Lippold, J.C. and D.J. Kotecki, "Welding metallurgy and weldability of stainless steels", 3rd ed., PP. 141-212, John Wiley and Sons, (2005).
18. Kou, S., "Welding metallurgy", 2nd ed., PP. 398-403, John Wiley and Sons, (2003).
19. Parker, J. and G. Stratford, "Characterisation of microstructures in nickel based transition joints", Journal of materials science, Vol. 35, PP. 4099-4107, (2000).
20. Maruyama, T., "Arc Welding Technology for Dissimilar Joints", Journal of the Japan Welding Society (Japan), Vol. 71(6), PP. 25-29, (2002).
21. Pan, C. and Z. Zhang, "Morphologies of the transition region in dissimilar austenitic-ferritic welds", Materials Characterization, Vol. 36(1), PP. 5-10, (1996).
22. Baeslack, W.A.I., Lippold, J. C., and Savage, "Unmixed zone formation in austenitic stainless steel weldments", Welding Journal, Vol. 58, PP. 168-176, (1979).
23. Sireesha, M., et al., "A comparative evaluation of welding consumables for dissimilar welds between 316LN austenitic stainless steel and Alloy 800", Journal of Nuclear Materials, Vol. 279(1), PP. 65-76, (2000).
24. Sireesha, M., et al., "Microstructural features of dissimilar welds between 316LN austenitic stainless steel and alloy 800", Materials Science and Engineering: A, Vol. 292(1), PP. 74-82, (2000).
25. American Society of Mechanical Engineers, "Materials-Sec. II-Prat A, PP. 734, (2004).