321 paslanmayan poladdan bükülmüş boru kimyəvi tərkibi Yeni elektrodla dupleks paslanmayan polad qaynağın mexaniki xüsusiyyətləri və korroziya davranışı

Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Hər slaydda üç məqalə göstərən slayderlər.Slaydlar arasında hərəkət etmək üçün geri və sonrakı düymələrdən və ya hər slaydda hərəkət etmək üçün sonundakı slayd nəzarətçi düymələrindən istifadə edin.

Paslanmayan Polad 321 Bobin Boru Kimyəvi Tərkibi

321 paslanmayan polad boruların kimyəvi tərkibi aşağıdakı kimidir:
- Karbon: 0,08% maks
- Manqan: 2,00% maks
- Nikel: 9,00% min

Paslanmayan Polad 321 Bobin Boru Mexanik Xüsusiyyətləri

Paslanmayan Polad 321 Bobin Boru İstehsalçısına görə, paslanmayan polad 321 rulon borularının mexaniki xüsusiyyətləri aşağıda cədvəl şəklində verilmişdir: Dartma Gücü (psi) Çıxış Gücü (psi) Uzatma (%)

Paslanmayan Polad 321 Bobin Borunun Tətbiqləri və İstifadələri

Bir çox mühəndislik tətbiqlərində dupleks paslanmayan poladdan (DSS) qaynaqlanmış strukturların mexaniki və korroziya xüsusiyyətləri ən vacib amillərdir.Cari tədqiqat, flux nümunələrinə lehimli elementlər əlavə edilmədən xüsusi hazırlanmış yeni elektroddan istifadə edərək 3,5% NaCl simulyasiya edən bir mühitdə dupleks paslanmayan polad qaynaqların mexaniki xüsusiyyətlərini və korroziyaya davamlılığını araşdırdı.DSS lövhələrinin qaynaqlanması üçün müvafiq olaraq E1 və E2 elektrodlarında əsas indeksi 2,40 və 0,40 olan iki müxtəlif növ axın istifadə edilmişdir.Flux kompozisiyalarının istilik sabitliyi termogravimetrik analizdən istifadə etməklə qiymətləndirilmişdir.Qaynaqlanmış birləşmələrin kimyəvi tərkibi, eləcə də mexaniki və korroziya xüsusiyyətləri müxtəlif ASTM standartlarına uyğun olaraq emissiya spektroskopiyasından istifadə etməklə qiymətləndirilmişdir.DSS qaynaqlarında mövcud olan fazaları təyin etmək üçün rentgen şüalarının difraksiyasından istifadə olunur və qaynaqların mikro strukturunu yoxlamaq üçün EDS ilə skan edən elektron istifadə olunur.E1 elektrodları ilə hazırlanmış qaynaq birləşmələrinin dartılma gücü 715-732 MPa, E2 elektrodları ilə - 606-687 MPa idi.Qaynaq cərəyanı 90 A-dan 110 A-a qədər artırılıb və sərtlik də artırılıb.Əsas axınlarla örtülmüş E1 elektrodları ilə qaynaqlanmış birləşmələr daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.Polad konstruksiya 3,5% NaCl mühitində yüksək korroziyaya davamlıdır.Bu, yeni hazırlanmış elektrodlarla hazırlanmış qaynaq birləşmələrinin işləkliyini təsdiqləyir.Nəticələr E1 və E2 elektrodları ilə örtülmüş qaynaqlarda müşahidə olunan Cr və Mo kimi ərinti elementlərinin tükənməsi və E1 və E2 elektrodlarından istifadə etməklə hazırlanmış qaynaqlarda Cr2N-nin buraxılması baxımından müzakirə olunur.
Tarixən dupleks paslanmayan poladdan (DSS) ilk rəsmi qeyd 1927-ci ilə təsadüf edir, o zaman o, yalnız müəyyən dökümlər üçün istifadə olunurdu və yüksək karbon tərkibinə görə bir çox texniki tətbiqlərdə istifadə olunmur1.Lakin sonradan standart karbon tərkibi maksimum 0,03%-ə endirildi və bu çeliklər müxtəlif sahələrdə geniş istifadə olundu2,3.DSS təxminən bərabər miqdarda ferrit və austenit olan ərintilər ailəsidir.Tədqiqatlar göstərdi ki, DSS-dəki ferritik faza 20-ci əsrdə austenitik paslanmayan poladlar (ASS) üçün mühüm məsələ olan xloridlə bağlı stress korroziya krekinqinə (SCC) qarşı əla qoruma təmin edir.Digər tərəfdən, bəzi mühəndislik və digər sənaye sahələrində4 anbara tələbat ildə 20%-ə qədər artır.İki fazalı austenit-ferritik quruluşa malik bu yenilikçi polad uyğun kompozisiya seçimi, fiziki-kimyəvi və termomexaniki təmizlənmə ilə əldə edilə bilər.Tək fazalı paslanmayan poladla müqayisədə DSS daha yüksək məhsuldarlığa və SCC5, 6, 7, 8-ə tab gətirmək qabiliyyətinə malikdir. Dupleks strukturu bu çeliklərə üstün güc, möhkəmlik və tərkibində turşular, turşu xloridləri olan aqressiv mühitlərdə artan korroziyaya davamlılıq verir. dəniz suyu və aşındırıcı kimyəvi maddələr9.Ümumi bazarda nikel (Ni) ərintilərinin illik qiymət dalğalanmalarına görə, DSS strukturu, xüsusilə aşağı nikel növü (arıq DSS), üz mərkəzli kub (FCC) dəmir10, 11 ilə müqayisədə bir çox görkəmli nailiyyətlər əldə etmişdir. ASE dizaynlarının problemi onların müxtəlif sərt şərtlərə məruz qalmasıdır.Buna görə də, müxtəlif mühəndislik departamentləri və şirkətlər uyğun qaynaq qabiliyyəti ilə ənənəvi ASS ilə eyni və ya daha yaxşı performans göstərən və dəniz suyu istilik dəyişdiriciləri və kimya sənayesi kimi sənaye tətbiqlərində istifadə olunan alternativ aşağı nikel (Ni) paslanmayan poladları təşviq etməyə çalışırlar.xloridlərin yüksək konsentrasiyası olan mühitlər üçün konteyner 13.
Müasir texnoloji tərəqqidə qaynaq istehsalı mühüm rol oynayır.Tipik olaraq, DSS struktur elementləri qazdan qorunan qövs qaynağı və ya qazdan qorunan qövs qaynağı ilə birləşdirilir.Qaynaq əsasən qaynaq üçün istifadə olunan elektrodun tərkibindən təsirlənir.Qaynaq elektrodları iki hissədən ibarətdir: metal və flux.Çox vaxt elektrodlar, metalların qarışığı olan flux ilə örtülür, onlar parçalandıqda qazları buraxır və qaynağı çirklənmədən qorumaq üçün qoruyucu şlak əmələ gətirir, qövsün sabitliyini artırır və qaynaq keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün bir ərinti komponenti əlavə edir14. .Çuqun, alüminium, paslanmayan polad, yumşaq polad, yüksək möhkəmlikli polad, mis, mis və bürünc qaynaq elektrod metallarından bəziləri, sellüloza, dəmir tozu və hidrogen isə istifadə olunan axın materiallarından bəziləridir.Bəzən flux qarışığına natrium, titan və kalium da əlavə olunur.
Bəzi tədqiqatçılar elektrod konfiqurasiyasının qaynaqlanmış polad konstruksiyaların mexaniki və korroziya bütövlüyünə təsirini öyrənməyə çalışmışlar.Singh və başqaları.15 sualtı qövs qaynağı ilə qaynaqlanan qaynaqların uzanması və dartılma gücünə axının tərkibinin təsirini tədqiq etdi.Nəticələr göstərir ki, CaF2 və NiO FeMn-in mövcudluğu ilə müqayisədə dartılma müqavimətinin əsas təyinediciləridir.Chirag et al.16 elektrod axını qarışığında rutil konsentrasiyasını (TiO2) dəyişmək yolu ilə SMAW birləşmələrini tədqiq etdi.Məlum olub ki, karbon və silisiumun faiz və miqrasiyasının artması hesabına mikrosərtliyin xassələri artıb.Kumar [17] polad təbəqələrin sualtı qövs qaynağı üçün yığılmış axınların dizaynını və işlənib hazırlanmasını öyrənmişdir.Nwigbo və Atuanya18 qövs qaynaq axınının istehsalı üçün kaliumla zəngin natrium silikat bağlayıcıların istifadəsini tədqiq etdilər və 430 MPa yüksək dartılma gücü və məqbul taxıl quruluşu olan qaynaqları tapdılar.Lothongkum et al.19 3,5% ağırlıq konsentrasiyasında hava ilə doymuş NaCl məhlulunda dupleks paslanmayan polad 28Cr–7Ni–O–0,34N-də austenitin həcm hissəsini öyrənmək üçün potensiokinetik üsuldan istifadə etmişdir.pH şəraitində.və 27°C.Həm dupleks, həm də mikro dupleks paslanmayan poladlar azotun korroziya davranışına eyni təsirini göstərir.Azot pH 7 və 10-da korroziya potensialına və ya sürətinə təsir etmədi, lakin pH 10-da korroziya potensialı pH 7-dən aşağı idi. Digər tərəfdən, tədqiq edilən bütün pH səviyyələrində azot miqdarının artması ilə potensial artmağa başladı. .Lacerda və başqaları.20 siklik potensiodinamik qütbləşmədən istifadə edərək dupleks paslanmayan poladların UNS S31803 və UNS S32304-ün 3,5% NaCl məhlulunda çuxurlaşmasını tədqiq etmişdir.NaCl-nin 3,5 ağırlıq % məhlulunda tədqiq edilmiş iki polad lövhədə çuxurların əmələ gəlməsi əlamətləri aşkar edilmişdir.UNS S31803 poladı UNS S32304 poladdan daha yüksək korroziya potensialına (Ecorr), çuxur potensialına (Epit) və qütbləşmə müqavimətinə (Rp) malikdir.UNS S31803 poladı UNS S32304 poladdan daha yüksək repastivliyə malikdir.Jiang və digərlərinin araşdırmasına görə.[21], dupleks paslanmayan poladdan ikiqat fazaya (austenit və ferrit faza) uyğun gələn reaktivləşmə zirvəsi ferrit tərkibinin 65%-ə qədərini əhatə edir və ferritin reaktivasiya cərəyanının sıxlığı istiliklə müalicə müddətinin artması ilə artır.Məlumdur ki, austenit və ferritik fazalar müxtəlif elektrokimyəvi potensiallarda müxtəlif elektrokimyəvi reaksiyalar nümayiş etdirir21,22,23,24.Abdo et al.25 müxtəlif turşuluq və qələvilik şəraitində süni dəniz suyunda (3,5% NaCl) lazerlə qaynaqlanmış 2205 DSS ərintisi ilə elektrokimyəvi induksiya edilmiş korroziyanı öyrənmək üçün polarizasiya spektroskopiyasının və elektrokimyəvi impedans spektroskopiyasının potensiodinamik ölçülərindən istifadə etmişlər.Sınaq edilmiş DSS nümunələrinin açıq səthlərində çuxur korroziyası müşahidə edilmişdir.Bu tapıntılar əsasında müəyyən edilmişdir ki, həlledici mühitin pH-sı ilə yük ötürülməsi prosesində əmələ gələn plyonka müqaviməti arasında çuxurun əmələ gəlməsinə və onun spesifikasiyasına birbaşa təsir edən mütənasib əlaqə vardır.Bu tədqiqatın məqsədi yeni hazırlanmış qaynaq elektrod tərkibinin 3,5% NaCl mühitində qaynaqlanmış DSS 2205-in mexaniki və aşınmaya davamlı bütövlüyünə necə təsir etdiyini başa düşmək idi.
Elektrod örtüklərinin hazırlanmasında istifadə olunan flux mineralları (inqrediyentləri) Obajana rayonundan, Kogi əyalətindən, Nigeriyadan Kalsium Karbonat (CaCO3), Taraba əyalətindən, Nigeriyadan Kalsium Flüorid (CaF2), Silikon Dioksid (SiO2), Talk Pudrası (Mg3Si4O10) idi. ) )2) və rutil (TiO2) Nigeriyanın Jos şəhərindən, kaolin (Al2(OH)4Si2O5) isə Kankara, Katsina əyaləti, Nigeriyadan əldə edilmişdir.Kalium silikat bağlayıcı kimi istifadə olunur, Hindistandan alınır.
Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, tərkib oksidləri müstəqil olaraq rəqəmsal tərəzidə çəkilmişdir.Daha sonra homogen yarı bərk pasta əldə etmək üçün Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) şirkətinin elektrik mikserində (model: 641-048) kalium silikat bağlayıcı ilə (çəki ilə 23%) 30 dəqiqə qarışdırılmışdır.Yaş qarışıq axın briket maşınından silindrik formada sıxılır və 80 ilə 100 kq/sm2 təzyiqdə ekstruziya kamerasına verilir və məftil qidalandırma kamerasından 3,15 mm diametrli paslanmayan məftilli ekstruderə verilir.Flüs bir nozzle/pis sistemi vasitəsilə qidalanır və elektrodları çıxarmaq üçün ekstruderə vurulur.1,70 mm-lik bir əhatə əmsalı əldə edildi, burada əhatə əmsalı elektrodun diametrinin ipin diametrinə nisbəti kimi müəyyən edilir.Sonra örtülmüş elektrodlar 24 saat havada qurudulmuş və sonra 2 saat ərzində 150-250 °C\(-\) temperaturda mufel sobasında (model PH-248-0571/5448) kalsifikasiya edilmişdir.Axının qələviliyini hesablamaq üçün tənlikdən istifadə edin.(1) 26;
E1 və E2 kompozisiyalarının axını nümunələrinin istilik sabitliyi termogravimetrik analizdən (TGA) istifadə etməklə müəyyən edilmişdir.Təhlil üçün təxminən 25,33 mq flux nümunəsi TGA-ya yükləndi.Təcrübələr 60 ml/dəq sürətlə N2-nin davamlı axını ilə əldə edilən inert mühitdə aparılmışdır.Nümunə 30°C-dən 1000°C-yə qədər 10°C/dəq qızdırılıb.Wang et al.27, Xu et al.28 və Dagwa et al.29 tərəfindən qeyd olunan üsullardan sonra TGA qrafiklərindən müəyyən temperaturlarda nümunələrin termal parçalanması və çəki itkisi qiymətləndirilmişdir.
Lehimləmə üçün hazırlamaq üçün iki 300 x 60 x 6 mm DSS lövhəsini emal edin.V-groove 3 mm kök boşluğu, 2 mm kök çuxuru və 60 ° yiv bucağı ilə hazırlanmışdır.Bundan sonra mümkün çirkləndiriciləri çıxarmaq üçün boşqab asetonla yuyuldu.Plitələri örtülmüş elektrodlardan (E1 və E2) və diametri 3,15 mm olan istinad elektrodundan (C) istifadə edərək birbaşa cərəyan elektrodunun müsbət polaritesi (DCEP) ilə qorunan metal qövs qaynağı (SMAW) istifadə edərək qaynaq edin.Mexanik sınaq və korroziya xarakteristikaları üçün qaynaqlanmış polad nümunələri emal etmək üçün Elektrik Boşaltma Emalı (EDM) (Model: Excetek-V400) istifadə edilmişdir.Cədvəl 2 nümunə kodu və təsviri, Cədvəl 3 isə DSS lövhəsini qaynaq etmək üçün istifadə olunan müxtəlif qaynaq əməliyyat parametrlərini göstərir.Tənlik (2) müvafiq istilik girişini hesablamaq üçün istifadə olunur.
Dalğa uzunluğu 110-dan 800 nm-ə qədər olan Bruker Q8 MAGELLAN optik emissiya spektrometrindən (OES) və SQL verilənlər bazası proqramından istifadə etməklə E1, E2 və C elektrodlarının qaynaq birləşmələrinin kimyəvi tərkibi, həmçinin əsas metal nümunələri müəyyən edilmişdir.elektrod və sınaq altında olan metal nümunəsi arasındakı boşluqdan istifadə edir Elektrik enerjisini qığılcım şəklində yaradır.Komponentlərin nümunəsi buxarlanır və püskürtülür, ardınca atom həyəcanı baş verir, bu da sonradan müəyyən bir xətt spektrini buraxır31.Nümunənin keyfiyyətcə təhlili üçün fotoçoxaltıcı boru hər bir element üçün xüsusi spektrin mövcudluğunu, eləcə də spektrin intensivliyini ölçür.Sonra ekvivalent pitting müqavimət nömrəsini (PREN) hesablamaq üçün tənlikdən istifadə edin.(3) Nisbət 32 və WRC 1992 vəziyyət diaqramı tənliklərdən xrom və nikel ekvivalentlərini (Creq və Nieq) hesablamaq üçün istifadə olunur.(4) və (5) müvafiq olaraq 33 və 34-dür;
Qeyd edək ki, PREN yalnız Cr, Mo və N üç əsas elementin müsbət təsirini nəzərə alır, azot amili x isə 16-30 diapazonundadır.Tipik olaraq, x 16, 20 və ya 30 siyahısından seçilir. Dupleks paslanmayan poladlar üzrə tədqiqatlarda PREN35,36 dəyərlərini hesablamaq üçün ən çox 20 aralıq dəyəri istifadə olunur.
Müxtəlif elektrodlardan istifadə etməklə hazırlanmış qaynaq birləşmələri ASTM E8-21-ə uyğun olaraq universal sınaq maşınında (Instron 8800 UTM) 0,5 mm/dəq deformasiya sürətində dartılmaya sınanmışdır.Dartma müqaviməti (UTS), 0,2% kəsilmə gücü (YS) və uzanma ASTM E8-2137-yə uyğun olaraq hesablanmışdır.
DSS 2205 qaynaqları sərtlik analizindən əvvəl müxtəlif qum ölçülərindən (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 və 1200) istifadə edilməklə ilk dəfə üyüdülmüş və cilalanmışdır.Qaynaq edilmiş nümunələr E1, E2 və C elektrodları ilə hazırlanmışdır. Sərtlik qaynağın mərkəzindən əsas metala qədər 1 mm intervalla on (10) nöqtədə ölçülür.
Məlumatların toplanması və 1,5406 Å dalğa uzunluğuna və 3 skan sürətinə uyğun gələn 8,04 keV enerji ilə Fe-filtrlənmiş Cu-K-α şüalanması üçün Bruker XRD Commander proqramı ilə konfiqurasiya edilmiş rentgen difraktometri (D8 Discover, Bruker, Almaniya) ° Skan diapazonu (2θ) min-1, DSS qaynaqlarında mövcud olan E1, E2 və C və BM elektrodları ilə faza analizi üçün 38 ilə 103° arasındadır.Rietveld dəqiqləşdirmə metodu Lutterotti39 tərəfindən təsvir edilən MAUD proqram təminatından istifadə edərək tərkib fazalarını indeksləşdirmək üçün istifadə edilmişdir.ASTM E1245-03 əsasında Image J40 proqram təminatından istifadə etməklə E1, E2 və C elektrodlarının qaynaq birləşmələrinin mikroskopik təsvirlərinin kəmiyyət metalloqrafik təhlili aparılmışdır.Ferrit-austenit fazasının həcm hissəsinin hesablanmasının nəticələri, onların orta qiyməti və kənarlaşması Cədvəldə verilmişdir.5. Şəkildə nümunə konfiqurasiyasında göstərildiyi kimi.6d, nümunələrin morfologiyasını öyrənmək üçün PM və E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlanmış birləşmələrdə optik mikroskopiya (OM) analizi aparılmışdır.Nümunələr 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 və 2000 qumlu silisium karbid (SiC) zımpara ilə cilalanmışdır.Daha sonra nümunələr otaq temperaturunda 5 V gərginlikdə 10% sulu oksalat turşusu məhlulunda 10 s müddətinə elektrolitik üsulla oyulmuş və morfoloji xarakteristikası üçün LEICA DM 2500 M optik mikroskopuna yerləşdirilmişdir.Nümunənin əlavə cilalanması SEM-BSE analizi üçün 2500 qumlu silisium karbid (SiC) kağızından istifadə edilərək həyata keçirilib.Bundan əlavə, EMF ilə təchiz edilmiş ultra yüksək ayırdetməli sahə emissiyası skan edən elektron mikroskopdan (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, ABŞ) istifadə edərək, qaynaqlanmış birləşmələr mikrostruktur üçün tədqiq edilmişdir.20 × 10 × 6 mm nümunə ölçüsü 120 ilə 2500 arasında dəyişən müxtəlif SiC zımparalarından istifadə edərək üyüdüldü. Nümunələr 15 saniyə ərzində 5 V gərginlikdə 40 q NaOH və 100 ml distillə edilmiş suda elektrolitik şəkildə həkk olundu və sonra kameranı azotla təmizlədikdən sonra nümunələri təhlil etmək üçün SEM kamerasında yerləşən nümunə tutucuya quraşdırılmışdır.Qızdırılmış volfram filamenti tərəfindən yaradılan elektron şüa nümunədə müxtəlif böyütmələrdə təsvirlər yaratmaq üçün bir barmaqlıq yaradır və EMF nəticələri Roche və digərlərinin metodlarından istifadə etməklə əldə edilmişdir.41 və Mokobi 42.
ASTM G59-9743 və ASTM G5-1444-ə uyğun elektrokimyəvi potensiodinamik qütbləşmə metodu 3,5% NaCl mühitində E1, E2 və C elektrodları ilə qaynaqlanmış DSS 2205 plitələrinin deqradasiya potensialını qiymətləndirmək üçün istifadə edilmişdir.Elektrokimyəvi sınaqlar kompüterlə idarə olunan Potentiostat-Galvanostat/ZRA aparatı (model: PC4/750, Gamry Instruments, ABŞ) istifadə edilməklə aparılmışdır.Elektrokimyəvi sınaq üç elektrodlu sınaq qurğusunda aparılmışdır: işçi elektrod kimi DSS 2205, istinad elektrod kimi doymuş kalomel elektrod (SCE) və əks elektrod kimi qrafit çubuq.Ölçmələr, məhlulun təsir sahəsi 0,78 sm2 işləyən elektrodun sahəsi olan bir elektrokimyəvi hüceyrədən istifadə edərək aparıldı.Ölçmələr 1,0 mV/s skan sürətində əvvəlcədən stabilləşdirilmiş OCP-də (OKP-yə nisbətən) -1,0 V ilə +1,6 V potensial arasında aparılmışdır.
E1, E2 və C elektrodları ilə hazırlanmış qaynaqların çuxura davamlılığını qiymətləndirmək üçün 3,5% NaCl-də elektrokimyəvi çuxur kritik temperatur sınaqları aparılmışdır.PB-də (passiv və transpassiv bölgələr arasında) çuxurlaşma potensialı və E1, E2, C elektrodları ilə qaynaqlanmış nümunələr haqqında aydın şəkildə.CPT sınağı dupleks paslanmayan polad qaynaq hesabatlarına45 və ASTM G150-1846 uyğun olaraq aparılmışdır.Qaynaq ediləcək poladların hər birindən (S-110A, E1-110A, E2-90A) əsas, qaynaq və HAZ zonaları daxil olmaqla 1 sm2 sahəsi olan nümunələr kəsildi.Nümunələr standart metalloqrafik nümunənin hazırlanması prosedurlarına uyğun olaraq zımpara və 1 µm alüminium oksidi toz məhlulu ilə cilalanmışdır.Cilalandıqdan sonra nümunələr asetonda 2 dəqiqə ultrasəslə təmizləndi.CPT test hüceyrəsinə 3,5% NaCl test məhlulu əlavə edildi və termostatdan (Neslab RTE-111) istifadə edərək ilkin temperatur 25°C-ə düzəldildi.İlkin sınaq temperaturu 25°C-ə çatdıqdan sonra Ar qazı 15 dəqiqə üfürülür, sonra nümunələr kameraya yerləşdirilir və OCF 15 dəqiqə ərzində ölçülür.Daha sonra nümunə 25°C ilkin temperaturda 0,3 V gərginlik tətbiq edilərək qütbləşdi və cərəyan 10 dəqiqə ərzində ölçüldü45.Solüsyonu 1 °C/dəq ilə 50 °C arasında qızdırmağa başlayın.Sınaq məhlulunun qızdırılması zamanı temperatur sensoru məhlulun temperaturunu davamlı olaraq izləmək və vaxt və temperatur məlumatlarını saxlamaq üçün, potensiostat/galvanostat isə cərəyanı ölçmək üçün istifadə olunur.Əks elektrod kimi bir qrafit elektrod istifadə edildi və bütün potensiallar Ag/AgCl istinad elektroduna nisbətən ölçüldü.Sınaq boyu arqondan təmizlənmə aparıldı.
Əncirdə.Şəkil 1, müvafiq olaraq qələvi (E1) və turşu (E2) elektrodlarının istehsalı üçün istifadə olunan F1 və F2 axını komponentlərinin tərkibini (çəki faizində) göstərir.Qaynaqlanmış birləşmələrin mexaniki və metallurgiya xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmaq üçün flux əsaslıq indeksi istifadə olunur.F1 E1 elektrodlarını örtmək üçün istifadə olunan axının komponentidir, əsas indeksi > 1,2 (yəni 2,40) olduğu üçün qələvi axını adlanır, F2 isə E2 elektrodlarını örtmək üçün istifadə olunan axındır və əsaslığına görə turşu axını adlanır. indeks < 0,9 (yəni 2,40).0,40).Aydındır ki, əsas axınlarla örtülmüş elektrodlar əksər hallarda turşu axını ilə örtülmüş elektrodlardan daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.Bu xarakteristika E1 elektrodu üçün axın tərkibi sistemində əsas oksidin üstünlük təşkil etməsi funksiyasıdır.Əksinə, E2 elektrodları ilə qaynaqlanan birləşmələrdə müşahidə edilən şlakların çıxarılması (ayrılmaq qabiliyyəti) və aşağı sıçrayış, yüksək miqdarda rutil olan turşu axını ilə örtülmüş elektrodlar üçün xarakterikdir.Bu müşahidə Gill47-nin tapıntılarına uyğundur ki, rutil tərkibinin şlakın ayrıla bilmə qabiliyyətinə təsiri və turşu axını ilə örtülmüş elektrodların az sıçraması şlakların sürətli donmasına kömək edir.E1 və E2 elektrodlarını örtmək üçün istifadə olunan flux sistemindəki kaolin sürtkü kimi istifadə edildi və talk tozu elektrodların ekstrudativliyini yaxşılaşdırdı.Flux sistemlərindəki kalium silikat bağlayıcıları qövsün daha yaxşı alovlanmasına və performans sabitliyinə kömək edir və yapışqan xüsusiyyətlərinə əlavə olaraq, qaynaqlanmış məhsullarda şlakların ayrılmasını yaxşılaşdırır.CaCO3 axında xalis qırıcı (şlak qıran) olduğundan və CaO və təxminən 44% CO2-yə termal parçalanması səbəbindən qaynaq zamanı çoxlu tüstü yaratmağa meylli olduğundan, TiO2 (xalis qurucu / şlak əmələ gətirən kimi) miqdarın azaldılmasına kömək edir. qaynaq zamanı tüstü.qaynaq və beləliklə, Jing et al.48 tərəfindən təklif edildiyi kimi şlakların ayrılmasını yaxşılaşdırır.Flüor axını (CaF2) lehim təmizliyini yaxşılaşdıran kimyəvi cəhətdən aqressiv bir axındır.Jastrzębska və başqaları.49 bu axının tərkibinin flüor tərkibinin qaynaq təmizliyi xüsusiyyətlərinə təsirini bildirdi.Bir qayda olaraq, qövsün dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq, alaşımlı elementləri əlavə etmək, şlak yaratmaq, məhsuldarlığı artırmaq və qaynaq hovuzunun keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün qaynaq sahəsinə axın əlavə edilir 50.
Şəkildə göstərilən TGA-DTG əyriləri.2a və 2b azot atmosferində 30-1000°C temperatur intervalında qızdırıldıqda üç mərhələli çəki itkisini göstərir.Şəkil 2a və b-dəki nəticələr göstərir ki, əsas və turşu axını nümunələri üçün TGA əyri nəhayət, müvafiq olaraq 866.49°C və 849.10°C temperatur oxuna paralel olana qədər düz aşağı düşür.Şəkil 2a və 2b-də TGA əyrilərinin başlanğıcında 1,30% və 0,81% çəki itkisi axının komponentləri tərəfindən udulmuş nəmlik, həmçinin səth nəminin buxarlanması və susuzlaşması ilə əlaqədardır.İkinci və üçüncü mərhələlərdə əsas axının nümunələrinin əsas parçalanmaları Şek.2a 619,45°C–766,36°C və 766,36°C–866,49°C temperatur diapazonlarında baş verib və onların çəki itirmə faizi 2,84 və 9,48% təşkil edib., müvafiq olaraq.Şəkil 7b-də 665,23°C–745,37°C və 745,37°C–849,10°C temperatur diapazonunda olan turşu axını nümunələri üçün onların faiz çəki itkisi müvafiq olaraq 0,81 və 6,73% təşkil etmişdir. termal parçalanma.Flux komponentləri qeyri-üzvi olduğundan, uçucu maddələr axın qarışığı ilə məhdudlaşır.Buna görə azalma və oksidləşmə dəhşətlidir.Bu, Balogun et al.51, Kamli et al.52 və Adeleke et al.53-ün nəticələrinə uyğundur.Şəkildə müşahidə olunan flux nümunəsinin kütləvi itkisinin cəmi.2a və 2b müvafiq olaraq 13,26% və 8,43% təşkil edir.Əncirdəki flux nümunələrinin daha az kütləvi itkisi.2b, axın qarışığını təşkil edən əsas oksidlər kimi TiO2 və SiO2-nin (müvafiq olaraq 1843 və 1710°C) yüksək ərimə nöqtələri ilə bağlıdır54,55, TiO2 və SiO2 isə daha aşağı ərimə nöqtələrinə malikdir.Ərimə nöqtəsi İlkin oksid: əncirdəki axın nümunəsində CaCO3 (825 °C).2a56.Flux qarışıqlarındakı ilkin oksidlərin ərimə nöqtəsindəki bu dəyişikliklər Shi et al.54, Ringdalen et al.55 və Du et al.56 tərəfindən yaxşı bildirilmişdir.Şəkil 2a və 2b-də davamlı çəki itkisini müşahidə edərək belə nəticəyə gəlmək olar ki, E1 və E2 elektrod örtüklərində istifadə olunan flux nümunələri Brown57 tərəfindən təklif olunduğu kimi bir pilləli parçalanmaya məruz qalır.Prosesin temperatur diapazonunu əncirdəki törəmə əyrilərdən (ağırlıq%) görmək olar.2a və b.TGA əyrisi axını sisteminin faza dəyişikliyinə və kristallaşmasına məruz qaldığı xüsusi temperaturu dəqiq təsvir edə bilmədiyi üçün axın sistemini hazırlamaq üçün endotermik pik kimi hər bir hadisənin (faza dəyişikliyinin) dəqiq temperatur dəyərini təyin etmək üçün TGA törəməsi istifadə olunur.
(a) E1 elektrod örtüyü üçün qələvi axınının və (b) E2 elektrod örtüyü üçün turşu axınının termal parçalanmasını göstərən TGA-DTG əyriləri.
Cədvəl 4-də DSS 2205 əsas metal və E1, E2 və C elektrodlarından istifadə etməklə hazırlanmış qaynaqların spektrofotometrik analizinin və SEM-EDS təhlilinin nəticələri göstərilir.E1 və E2 göstərdi ki, xromun (Cr) tərkibi kəskin şəkildə azalaraq 18,94 və 17,04%, molibdenin (Mo) miqdarı isə müvafiq olaraq 0,06 və 0,08% təşkil edib.E1 və E2 elektrodları olan qaynaqların dəyərləri daha aşağıdır.Bu, SEM-EDS analizindən ferrit-austenitic faza üçün hesablanmış PREN dəyərinə bir qədər uyğundur.Buna görə də görünə bilər ki, çuxurlaşma əsasən Cədvəl 4-də göstərildiyi kimi aşağı PREN dəyərləri (E1 və E2 qaynaqları) ilə mərhələdə başlayır. Bu, qaynaqda ərintinin tükənməsi və mümkün yağıntısının göstəricisidir.Sonradan, E1 və E2 elektrodlarından istifadə etməklə istehsal olunan qaynaqlarda Cr və Mo ərinti elementlərinin tərkibində azalma və onların aşağı çuxur ekvivalent dəyərləri (PREN) Cədvəl 4-də göstərilmişdir ki, bu da aqressiv mühitlərdə, xüsusən də müqavimətin qorunmasında problem yaradır. xlorid mühitlərində.- əhatə edən mühit.Nisbətən yüksək nikel (Ni) tərkibi 11,14% və E1 və E2 elektrodlarının qaynaq birləşmələrində manqan tərkibinin icazə verilən həddi dəniz suyunu simulyasiya edən şəraitdə istifadə olunan qaynaqların mexaniki xüsusiyyətlərinə müsbət təsir göstərə bilər (şək. 3). ).ağır əməliyyat şəraitində DSS qaynaq strukturlarının mexaniki xassələrinin yaxşılaşdırılması yüksək nikel və manqan kompozisiyaları təsiri Yuan və Oy58 və Jing et al.48 iş istifadə edilmişdir.
(a) UTS və 0,2% əyilmə YS və (b) vahid və tam uzanma və onların standart kənarlaşmaları üçün dartılma sınağı nəticələri.
Hazırlanmış elektrodlardan (E1 və E2) və kommersiyada mövcud olan elektroddan (C) hazırlanmış əsas materialın (BM) və qaynaq birləşmələrinin möhkəmlik xüsusiyyətləri 90 A və 110 A olan iki müxtəlif qaynaq cərəyanında qiymətləndirilmişdir. 3(a) və (b) uzanma və standart kənarlaşma məlumatları ilə birlikdə 0,2% ofsetlə UTS, YS-ni göstərin.UTS və YS Şəkillərdən alınan 0.2% ofset nəticələri.3a nömrəli nümunə üçün optimal dəyərləri göstərir.1 (BM), nümunə №.3 (qaynaq E1), nümunə №.5 (qaynaq E2) və nümunə nömrəsi.6 (C ilə qaynaq) müvafiq olaraq 878 və 616 MPa, 732 və 497 MPa, 687 və 461 MPa və 769 və 549 MPa və onların müvafiq standart kənarlaşmalarıdır.Əncirdən.110 A) müvafiq olaraq 1, 2, 3, 6 və 7 nömrəli nümunələrdir və Grocki32 tərəfindən təklif edilən dartılma sınağında 450 MPa-dan və 620 MPa-dan çox olan minimum tövsiyə edilən dartılma xüsusiyyətlərinə malikdir.90 A və 110 A qaynaq cərəyanlarında 2, № 3, № 4, № 5, № 6 və 7 nömrəli nümunələrlə təmsil olunan E1, E2 və C elektrodları ilə qaynaq nümunələrinin uzanması, müvafiq olaraq plastikliyi və dürüstlüyü əks etdirir.əsas metallara münasibət.Aşağı uzanma mümkün qaynaq qüsurları və ya elektrod axınının tərkibi ilə izah edildi (Şəkil 3b).Belə nəticəyə gəlmək olar ki, BM dupleks paslanmayan polad və ümumiyyətlə E1, E2 və C elektrodları ilə qaynaqlanmış birləşmələr nisbətən yüksək nikel tərkibinə görə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək dartılma xüsusiyyətlərinə malikdir (Cədvəl 4), lakin bu xüsusiyyət qaynaqlı birləşmələrdə müşahidə edilmişdir.Flusun asidik tərkibindən daha az təsirli E2 əldə edilir.Gunn59 nikel ərintilərinin qaynaqlanmış birləşmələrin mexaniki xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılmasına və faza tarazlığına və elementlərin paylanmasına nəzarətə təsirini nümayiş etdirdi.Bu, Bang et al.60 tərəfindən təklif edildiyi kimi, əsas axın kompozisiyalarından hazırlanmış elektrodların turşu axını qarışıqlarından hazırlanan elektrodlardan daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malik olduğunu bir daha təsdiqləyir.Beləliklə, yaxşı dartılma xüsusiyyətlərinə malik yeni örtülmüş elektrodun (E1) qaynaq birləşməsinin xüsusiyyətləri haqqında mövcud biliklərə əhəmiyyətli töhfə verildi.
Əncirdə.Şəkillər 4a və 4b E1, E2 və C elektrodlarının qaynaqlı birləşmələrinin eksperimental nümunələrinin Vickers mikrosərtlik xüsusiyyətlərini göstərir. 4a nümunənin bir istiqamətindən (WZ-dən BM-ə qədər) alınan sərtlik nəticələrini göstərir və şək.Şəkil 4b nümunənin hər iki tərəfində əldə edilən sərtlik nəticələrini göstərir.E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlanmış birləşmələr olan 2, 3, 4 və 5 nömrəli nümunələrin qaynağı zamanı əldə edilən sərtlik dəyərləri qaynaq dövrlərində bərkimə zamanı qaba dənəli quruluşa görə ola bilər.Sərtliyin kəskin artması həm qaba dənəli HAZ-da, həm də 2-7 nömrəli bütün nümunələrin incə dənəli HAZ-da müşahidə edilmişdir (Cədvəl 2-də nümunə kodlarına baxın), bu, mikrostrukturun mümkün dəyişməsi ilə izah edilə bilər. qaynaq nəticəsində xrom-qaynaq nümunələri zəngin emissiyalar (Cr23C6) .Digər qaynaq nümunələri ilə müqayisədə 2, 3, 4 və 5, 6 və 7 nömrəli nümunələrin qaynaq birləşmələrinin sərtlik dəyərləri Şek.Yuxarıdakı 4a və 4b (Cədvəl 2).Mohammed et al.61 və Nowacki və Lukoje62-nin fikrincə, bu, yüksək ferrit δ dəyəri və qaynaqda induksiya edilmiş qalıq gərginliklər, həmçinin qaynaqda Mo və Cr kimi ərinti elementlərinin tükənməsi ilə bağlı ola bilər.BM sahəsində bütün nəzərdən keçirilən eksperimental nümunələrin sərtlik dəyərləri ardıcıl görünür.Qaynaqlanmış nümunələrin sərtlik analizinin nəticələrinin tendensiyası digər tədqiqatçıların gəldiyi nəticəyə uyğundur61,63,64.
DSS nümunələrinin qaynaqlı birləşmələrinin sərtlik dəyərləri (a) qaynaqlanmış nümunələrin yarım hissəsi və (b) qaynaqlı birləşmələrin tam hissəsi.
E1, E2 və C elektrodları ilə qaynaqlanmış DSS 2205-də mövcud olan müxtəlif fazalar alınmış və 2\(\teta\) difraksiya bucağı üçün XRD spektrləri Şəkil 5-də göstərilmişdir. Ostenitin zirvələri (\(\qamma)) ) və ferrit (\(\alfa\)) fazaları 43° və 44° difraksiya bucaqlarında müəyyən edildi və qaynaq tərkibinin iki fazalı 65 paslanmayan poladdan olduğunu qəti şəkildə təsdiq etdi.DSS BM yalnız austenitik (\(\qamma\)) və ferritik (\(\alfa\)) fazaları göstərir ki, bu da Şəkil 1 və 2-də təqdim olunan mikrostruktur nəticələrini təsdiqləyir. 6c, 7c və 9c.DSS BM ilə müşahidə olunan ferritik (\(\alfa\)) fazası və C elektroduna qaynaqda yüksək pik onun korroziyaya davamlılığının göstəricisidir, çünki bu mərhələ Davison və Redmond66-da olduğu kimi poladın korroziyaya davamlılığını artırmaq məqsədi daşıyır. Cr və Mo kimi ferrit stabilləşdirici elementlərin mövcudluğu xlorid tərkibli mühitlərdə materialın passiv təbəqəsini effektiv şəkildə sabitləşdirir.Cədvəl 5 kəmiyyət metaloqrafiyası ilə ferrit-austenitic fazasını göstərir.Elektrod C-nin qaynaq birləşmələrində ferrit-austenit fazasının həcm hissəsinin nisbəti təxminən (≈1:1) əldə edilir.Həcm fraksiyasının nəticələrində (Cədvəl 5) E1 və E2 elektrodlarından istifadə edilən qaynaqların aşağı ferrit (\(\alfa\)) faza tərkibi elektrokimyəvi analizlə təsdiqlənmiş korroziyalı mühitə mümkün həssaslığı göstərir.təsdiq edilmişdir (Şəkil 10a,b)), çünki ferrit fazası yüksək möhkəmlik və xloridlə bağlı stress korroziyasının krekinqinə qarşı qorunma təmin edir.Bu, əncirdə E1 ​​və E2 elektrodlarının qaynaqlarında müşahidə olunan aşağı sərtlik dəyərləri ilə daha da təsdiqlənir.4a,b, polad konstruksiyada ferritin aşağı nisbəti ilə əlaqədardır (Cədvəl 5).E2 elektrodlarından istifadə edərək qaynaqlanmış birləşmələrdə balanssız austenitik (\(\qamma\)) və ferritik (\(\alfa\)) fazaların olması poladın vahid korroziya hücumuna qarşı faktiki həssaslığını göstərir.Əksinə, E1 və C elektrodları ilə qaynaqlanmış birləşmələrin iki fazalı poladlarının XPA spektrləri, BM nəticələri ilə birlikdə, adətən, tikinti və neft-kimya sənayesində materialı faydalı edən austenitik və ferritik stabilləşdirici elementlərin mövcudluğunu göstərir. , çünki Jimenez et al.65 mübahisə etdi;Davidson & Redmond66;Şamant və başqaları67.
Müxtəlif qaynaq həndəsələri ilə E1 elektrodlarının qaynaq birləşmələrinin optik mikroqrafikləri: (a) ərimə xəttini göstərən HAZ, (b) daha yüksək böyüdülmə ilə birləşmə xəttini göstərən HAZ, (c) ferrit-austenitik faza üçün BM, (d) qaynaq həndəsəsi , ( e) Yaxınlıqdakı keçid zonasını göstərir, (f) HAZ daha yüksək böyüdülmədə ferrit-austenitik fazanı göstərir, (g) Qaynaq zonası ferrit-austenitik fazanı göstərir Dartma mərhələsi.
Müxtəlif qaynaq həndəsələrində E2 elektrod qaynaqlarının optik mikroqrafikləri: (a) ərimə xəttini göstərən HAZ, (b) daha yüksək böyüdülmədə birləşmə xəttini göstərən HAZ, (c) ferrit-austenitik kütlə fazası üçün BM, (d) qaynaq həndəsəsi, (e) ) yaxınlıqdakı keçid zonasını göstərən, (f) daha yüksək böyüdülmədə ferrit-austenitik fazanı göstərən HAZ, (g) ferrit-austenitik fazanı göstərən qaynaq zonası.
Şəkil 6a–c və məsələn, müxtəlif qaynaq həndəsələrində E1 ​​elektrodu ilə qaynaqlanan DSS birləşmələrinin metalloqrafik strukturunu göstərir (Şəkil 6d), optik mikroqrafların müxtəlif böyütmələrdə çəkildiyi yerləri göstərir.Əncirdə.6a, b, f – ferrit-austenitin faza tarazlıq quruluşunu nümayiş etdirən qaynaqlı birləşmələrin keçid zonaları.Şəkil 7a-c və məsələn, müxtəlif qaynaq həndəsələrində E2 elektrodu ilə qaynaqlanan DSS birləşməsinin OM-ni göstərir (Şəkil 7d), müxtəlif böyütmələrdə OM analiz nöqtələrini təmsil edir.Əncirdə.7a,b,f qaynaqlı birləşmənin ferrit-austenitik tarazlıqda keçid zonasını göstərir.Qaynaq zonasında (WZ) OM əncirdə göstərilmişdir.1 və şək.2. E1 və E2 elektrodları üçün müvafiq olaraq 6g və 7g qaynaqları.BM-də OM Şəkil 1 və 2-də göstərilmişdir. Şek.6c, e və 7c, e müvafiq olaraq E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlı birləşmələrin vəziyyətini göstərir.İşıq sahəsi austenit fazası, tünd qara sahə isə ferrit fazasıdır.Füzyon xəttinə yaxın istilikdən təsirlənmiş zonada (HAZ) faza tarazlığı, Şek. s-də SEM-BSE mikroqraflarında göstərildiyi kimi Cr2N çöküntülərinin meydana gəlməsini göstərdi.8a,b və şəklə təsdiq edilmişdir.9a,b.Nümunələrin ferrit fazasında müşahidə olunan Cr2N varlığı Şek.8a,b və qaynaqlanmış hissələrin SEM-EMF nöqtəsi təhlili və EMF xətti diaqramları ilə təsdiqlənir (Şəkil 9a-b), qaynaq istiliyinin daha yüksək temperaturu ilə bağlıdır.Sirkulyasiya xrom və azotun daxil olmasını sürətləndirir, çünki qaynaqda yüksək temperatur azotun diffuziya əmsalını artırır.Bu nəticələr Ramirez və başqalarının68 və Herenyu və digərlərinin69 tərəfindən aparılan araşdırmaları dəstəkləyir ki, azotun tərkibindən asılı olmayaraq, Cr2N adətən ferrit dənələri, taxıl sərhədləri və α/\(\qamma\) sərhədləri üzərində yerləşdirilir. digər tədqiqatçılar.70.71.
(a) E2 ilə qaynaqlanmış birləşmənin spot SEM-EMF analizi (1, 2 və 3);
Nümunəvi nümunələrin səth morfologiyası və onların müvafiq EMF-ləri Şek.10a-c.Əncirdə.Şəkillər 10a və 10b müvafiq olaraq qaynaq zonasında E1 və E2 elektrodlarından istifadə edərək qaynaqlanmış birləşmələrin SEM mikroqraflarını və onların EMF spektrlərini göstərir və Şek.Şəkil 10c heç bir çöküntü olmadan austenit (\(\qamma\)) və ferrit (\(\alfa\)) fazalarını ehtiva edən OM-nin SEM mikroqraflarını və EMF spektrlərini göstərir.Şəkil 10a-da EDS spektrində göstərildiyi kimi, 6,25 ağırlıq % Ni ilə müqayisədə Cr (21,69 ağırlıq%) və Mo (2,65 wt.%) faizi ferrit-austenitic fazanın müvafiq balansının hissini verir.Elektrod E2-nin qaynaq birləşməsinin mikrostrukturunda yüksək nikel (10,08 ağırlıq%) ilə müqayisədə xrom (15,97 ağırlıq%) və molibden (1,06 wt.%) tərkibində yüksək azalma olan mikro quruluş. şək.1. Müqayisə edin.EMF spektri 10b.Əncirdə göstərilən WZ-də görülən daha incə dənəli austenitik quruluşa malik asikulyar forma.Şəkil 10b qaynaqda ferritləşdirici elementlərin (Cr və Mo) mümkün tükənməsini və xrom nitridin (Cr2N) - austenitik fazanın çökməsini təsdiqləyir.DSS qaynaqlı birləşmələrin austenitik (\(\qamma\)) və ferritik (\(\alfa\)) fazalarının sərhədləri boyunca yağıntı hissəciklərinin paylanması bu ifadəni təsdiqləyir72,73,74.Bu həm də onun zəif korroziya performansı ilə nəticələnir, çünki Cr Şəkil 10b-də göstərildiyi kimi poladın yerli korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıran passiv filmin əmələ gəlməsi üçün əsas element hesab olunur59,75.Görünür ki, Şəkil 10c-də SEM mikroqrafında BM güclü taxıl zərifliyi göstərir, çünki onun EDS spektrinin nəticələri Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) və Ni (6.32 wt) göstərir.%) yaxşı kimyəvi xassələrə malikdir.%) DSS76 strukturunun ferrit-austenitik fazasının tarazlıq mikrostrukturunun yoxlanılması üçün mühüm ərinti elementi kimi.E1 elektrodunun qaynaqlanmış birləşmələrinin kompozisiya EMF spektroskopik analizinin nəticələri onun tikintidə və bir qədər aqressiv mühitlərdə istifadəsini əsaslandırır, çünki mikrostrukturdakı austenit əmələ gətirənlər və ferrit stabilizatorları qaynaqlı birləşmələr üçün DSS AISI 220541.72 standartına uyğundur, 77.
Qaynaqlanmış birləşmələrin SEM mikroqrafikləri, burada (a) qaynaq zonasının E1 elektrodu EMF spektrinə malikdir, (b) qaynaq zonasının E2 elektrodu EMF spektrinə malikdir, (c) OM EMF spektrinə malikdir.
Təcrübədə DSS qaynaqlarının tam ferrit (F-rejimi) rejimində bərkidiyi, austenit nüvələrinin ferrit solvus temperaturunun altında nüvələşdiyi müşahidə edilmişdir ki, bu da əsasən xrom-nikel ekvivalent nisbətindən (Creq/Nieq) asılıdır (> 1.95 F rejimini təşkil edir) Bəzi tədqiqatçılar ferrit fazasında ferrit əmələ gətirən elementlər kimi Cr və Mo-nun güclü yayılma qabiliyyətinə görə poladın bu təsirini qeyd etmişlər8078,79.Aydındır ki, DSS 2205 BM yüksək miqdarda Cr və Mo ehtiva edir (daha yüksək Creq göstərir), lakin E1, E2 və C elektrodları ilə qaynaqdan daha az Ni tərkibinə malikdir və bu, daha yüksək Creq/Nieq nisbətinə kömək edir.Bu, Cədvəl 4-də göstərildiyi kimi cari tədqiqatda da aydın görünür, burada Creq/Nieq nisbəti DSS 2205 BM üçün 1,95-dən yuxarı müəyyən edilmişdir.Görünür ki, E1, E2 və C elektrodları olan qaynaqlar, toplu rejimin (FA rejimi) daha çox olması səbəbindən müvafiq olaraq austenitik-ferrit rejimində (AF rejimi), austenitik rejimdə (A rejimi) və ferrit-austenitik rejimdə sərtləşir. .), Cədvəl 4-də göstərildiyi kimi, qaynaqda Ni, Cr və Mo tərkibi azdır, bu, Creq/Nieq nisbətinin BM-dən aşağı olduğunu göstərir.E2 elektrod qaynaqlarında əsas ferrit vermikulyar ferrit morfologiyasına malik idi və müəyyən edilmiş Creq/Nieq nisbəti Cədvəl 4-də göstərildiyi kimi 1,20 idi.
Əncirdə.Şəkil 11a, 3,5% NaCl məhlulunda AISI DSS 2205 polad konstruksiyasının vaxta qarşı Açıq Dövrə Potensialını (OCP) göstərir.Görünür ki, ORP əyrisi daha müsbət potensiala doğru sürüşür və bu, metal nümunəsinin səthində passiv təbəqənin görünməsini, potensialın azalması ümumiləşdirilmiş korroziyanı göstərir və zamanla demək olar ki, sabit bir potensialın meydana gəlməsini göstərir. zamanla passiv film., Nümunənin səthi sabitdir və Yapışqan 77-yə malikdir. Əyrilər nümunə 7 (C-elektrod ilə qaynaq birləşməsi) istisna olmaqla, tərkibində 3,5% NaCl məhlulu olan elektrolitdəki bütün nümunələr üçün stabil şəraitdə eksperimental substratları təsvir edir. bu, az qeyri-sabitlik göstərir.Bu qeyri-sabitliyi məhlulda xlorid ionlarının (Cl-) olması ilə müqayisə etmək olar ki, bu da korroziya reaksiyasını xeyli sürətləndirə və bununla da korroziya dərəcəsini artıra bilər.Tətbiq olunan potensial olmadan OCP skanı zamanı müşahidələr göstərdi ki, reaksiyadakı Cl aqressiv mühitlərdə nümunələrin müqavimətinə və termodinamik sabitliyinə təsir göstərə bilər.Ma və başqaları.81 və Lotho et al.5, Cl-nin substratlardakı passiv filmlərin parçalanmasını sürətləndirməkdə rol oynadığı və bununla da daha çox aşınmaya kömək etdiyi iddiasını təsdiqlədi.
Tədqiq olunan nümunələrin elektrokimyəvi analizi: (a) zamandan asılı olaraq RSD-nin təkamülü və (b) 3,5% NaCl məhlulunda nümunələrin potensiodinamik polarizasiyası.
Əncirdə.11b, 3,5% NaCl məhlulunun təsiri altında E1, E2 və C elektrodlarının qaynaqlı birləşmələrinin potensiodinamik polarizasiya əyrilərinin (PPC) müqayisəli təhlilini təqdim edir.PPC və 3,5% NaCl məhlulunda qaynaqlanmış BM nümunələri passiv davranış göstərdi.Cədvəl 5-də Ecorr (korroziya potensialı) və Epit (pitting korroziya potensialı) kimi PPC əyrilərindən alınan nümunələrin elektrokimyəvi analiz parametrləri və onlarla əlaqəli kənarlaşmalar göstərilir.E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlanan № 2 və 5 nömrəli nümunələrlə müqayisədə, 1 və 7 nömrəli nümunələr (BM və C elektrodlu qaynaq birləşmələri) NaCl məhlulunda çuxur korroziyasının yüksək potensialını göstərdi (şək. 11b). ).Birincinin ikincisi ilə müqayisədə daha yüksək passivləşdirici xüsusiyyətləri poladın mikrostruktur tərkibinin (austenit və ferritik fazalar) tarazlığı və ərinti elementlərinin konsentrasiyası ilə bağlıdır.Mikrostrukturda ferrit və austenitik fazaların olması səbəbindən Resendea et al.82 aqressiv mediada DSS-nin passiv davranışını dəstəklədi.E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlanan nümunələrin aşağı performansı qaynaq zonasında (WZ) Cr və Mo kimi əsas ərinti elementlərinin tükənməsi ilə əlaqələndirilə bilər, çünki onlar ferrit fazasını (Cr və Mo) sabitləşdirirlər. passivatorlar Oksidləşmiş poladların austenitik fazasında ərintilər.Bu elementlərin çuxur müqavimətinə təsiri austenitik fazada ferritik fazadan daha çoxdur.Bu səbəbdən ferritik faza qütbləşmə əyrisinin birinci passivləşmə bölgəsi ilə əlaqəli austenitik fazadan daha sürətli passivləşməyə məruz qalır.Bu elementlər ferritik faza ilə müqayisədə austenitik fazada daha yüksək çuxur müqavimətinə görə DSS çuxur müqavimətinə əhəmiyyətli təsir göstərir.Beləliklə, ferrit fazasının sürətli passivləşməsi austenit fazasından 81% yüksəkdir.Baxmayaraq ki, Cl-dəki məhlul polad plyonkanın passivləşdirmə qabiliyyətinə güclü mənfi təsir göstərir83.Nəticədə, nümunənin passivləşdirici filminin sabitliyi xeyli azalacaq84.Cədvəldən.Şəkil 6, həmçinin E1 elektrodu ilə qaynaqlanmış birləşmələrin korroziya potensialının (Ecorr) E2 elektrodlu qaynaq birləşmələri ilə müqayisədə məhlulda bir qədər az sabit olduğunu göstərir.Bu, əncirdə E1 ​​və E2 elektrodlarından istifadə edən qaynaqların sərtliyinin aşağı dəyərləri ilə də təsdiqlənir.4a,b, polad konstruksiyada ferritin az olması (cədvəl 5) və xrom və molibdenin az olması (cədvəl 4) ilə əlaqədardır.Belə nəticəyə gəlmək olar ki, simulyasiya edilmiş dəniz mühitində poladların korroziyaya davamlılığı qaynaq cərəyanının azalması ilə artır və aşağı Cr və Mo məzmunu və aşağı ferrit tərkibi ilə azalır.Bu bəyanat, qaynaq cərəyanı kimi qaynaq parametrlərinin qaynaqlanmış poladların korroziya bütövlüyünə təsiri ilə bağlı Salim et al.85 tərəfindən aparılan araşdırmaya uyğundur.Xlorid kapilyar udma və diffuziya kimi müxtəlif vasitələrlə poladdan nüfuz etdikcə qeyri-bərabər forma və dərinlikdə çuxurlar (çuxur korroziyası) əmələ gəlir.Ətrafdakı (OH-) qrupların sadəcə polad səthinə cəlb olunduğu, passiv filmi sabitləşdirdiyi və polad səthinə əlavə qorunma təmin etdiyi yüksək pH məhlullarında mexanizm əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir25,86.1 və 7 nömrəli nümunələrin ən yaxşı korroziyaya davamlılığı, əsasən, polad konstruksiyada çoxlu miqdarda δ-ferritin (Cədvəl 5) və böyük miqdarda Cr və Mo-nun (cədvəl 4) olması ilə bağlıdır. pitting korroziya səviyyəsi əsasən hissələrin austenitic-faza strukturunda DSS üsulu ilə qaynaq polad, mövcuddur.Beləliklə, ərintinin kimyəvi tərkibi qaynaqlanmış birləşmənin korroziya göstəricilərində həlledici rol oynayır87,88.Bundan əlavə, bu işdə E1 ​​və C elektrodları ilə qaynaqlanan nümunələrin OCP əyrilərindən E2 elektrodu ilə qaynaqlananlara nisbətən PPC əyrilərindən daha aşağı Ecorr dəyərləri göstərdiyi müşahidə edildi (Cədvəl 5).Buna görə anod bölgəsi daha aşağı potensialdan başlayır.Bu dəyişiklik əsasən nümunənin səthində əmələ gələn passivasiya qatının qismən sabitləşməsi və OCP89-un tam stabilləşməsinə nail olunana qədər baş verən katodik qütbləşmə ilə bağlıdır.Əncirdə.12a və b müxtəlif qaynaq şəraitində eksperimental olaraq korroziyaya uğramış nümunələrin 3D optik profilli şəkillərini göstərir.Nümunələrin çuxur korroziyasının ölçüsünün 110 A yüksək qaynaq cərəyanının yaratdığı aşağı korroziya potensialı ilə artır (Şəkil 12b), daha aşağı qaynaq cərəyanı nisbəti olan qaynaqlar üçün əldə edilən çuxur korroziyasının ölçüsü ilə müqayisə edilə bilər. 90 A. (şək. 12a).Bu, Mohammed90-ın ​​iddiasını təsdiqləyir ki, nümunənin səthində sürüşmə zolaqları əmələ gəlir və səth passivasiya filmini məhv etmək üçün substratı 3,5% NaCl məhluluna məruz qoyur və beləliklə, xlorid hücum etməyə başlayır və materialın əriməsinə səbəb olur.
Cədvəl 4-də SEM-EDS təhlili göstərir ki, hər bir austenitik fazanın PREN dəyərləri bütün qaynaqlarda və BM-də ferritdən daha yüksəkdir.Ferrit/austenit interfeysində çuxurlaşmanın başlanması bu ərazilərdə baş verən elementlərin qeyri-homogenliyi və seqreqasiyası səbəbindən passiv material təbəqəsinin məhvini sürətləndirir91.Ostenitik fazadan fərqli olaraq, çuxur müqavimətinin ekvivalenti (PRE) dəyəri daha yüksəkdir, ferritik fazada çuxurun başlaması PRE dəyərinin aşağı olması ilə əlaqədardır (Cədvəl 4).Ostenit fazası, bu elementin daha yüksək konsentrasiyasını və buna görə də çuxura daha yüksək müqaviməti təmin edən əhəmiyyətli miqdarda austenit stabilizatorunu (azotda həll olma qabiliyyəti) ehtiva edir92.
Əncirdə.Şəkil 13 E1, E2 və C qaynaqları üçün kritik çuxur temperatur əyrilərini göstərir.Nəzərə alsaq ki, ASTM sınağı zamanı çuxura görə cərəyan sıxlığı 100 µA/sm2-ə qədər artıb, aydın olur ki, E1 ilə @110A qaynaq 27,5°C minimum kritik çuxur temperaturu, ardınca E2 @ 90A lehimləmə CPT 40 göstərir. °C və C@110A vəziyyətində ən yüksək CPT 41°C-dir.Müşahidə olunan nəticələr polarizasiya testlərinin müşahidə nəticələri ilə yaxşı uyğunlaşır.
Dupleks paslanmayan polad qaynaqların mexaniki xassələri və korroziya davranışı yeni E1 və E2 elektrodlarından istifadə etməklə tədqiq edilmişdir.SMAW prosesində istifadə olunan qələvi elektrod (E1) və asidik elektrod (E2) müvafiq olaraq 1,7 mm ümumi əhatə əmsalı və qələvi indeksi 2,40 və 0,40 olan flux tərkibi ilə uğurla örtülmüşdür.İnert mühitdə TGA istifadə edərək hazırlanmış axınların istilik dayanıqlığı qiymətləndirilmişdir.Flux matrisində yüksək miqdarda TiO2 (%) olması, əsas axını (E1) ilə örtülmüş elektrodlarla müqayisədə turşu axını (E2) ilə örtülmüş elektrodlar üçün qaynaqların şlakların çıxarılmasını yaxşılaşdırdı.Baxmayaraq ki, iki örtüklü elektrod (E1 və E2) yaxşı bir qövs başlanğıc qabiliyyətinə malikdir.Qaynaq şərtləri, xüsusilə istilik girişi, qaynaq cərəyanı və sürəti DSS 2205 qaynaqlarının austenit/ferrit faza balansına və qaynağın əla mexaniki xüsusiyyətlərinə nail olmaqda mühüm rol oynayır.E1 elektrodu ilə qaynaqlanan birləşmələr əla dartma xüsusiyyətləri göstərdi (kəsmə 0,2% YS = 497 MPa və UTS = 732 MPa), əsas axını ilə örtülmüş elektrodların turşu axını ilə örtülmüş elektrodlarla müqayisədə yüksək əsaslıq indeksinə malik olduğunu təsdiqləyir.Elektrodlar aşağı qələvilik ilə daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlər nümayiş etdirirlər.Aydındır ki, yeni örtüklü elektrodların qaynaq birləşmələrində (E1 və E2) ferrit-austenit fazasının tarazlığı yoxdur, bu, qaynağın OES və SEM-EDS təhlilindən istifadə edərək aşkar edilmiş və həcm hissəsi ilə ölçülmüşdür. qaynaq.Metalloqrafiya onların SEM tədqiqatını təsdiqlədi.mikrostrukturlar.Bu, əsasən, Cr və Mo kimi ərinti elementlərinin tükənməsi və qaynaq zamanı Cr2N-nin mümkün buraxılması ilə bağlıdır ki, bu da EDS xəttinin skan edilməsi ilə təsdiqlənir.Bu, polad strukturunda ferrit və alaşımlı elementlərin aşağı nisbətinə görə E1 və E2 elektrodları ilə qaynaqlarda müşahidə edilən aşağı sərtlik dəyərləri ilə daha da dəstəklənir.E1 elektrodundan istifadə edilən qaynaqların sübut korroziya potensialı (Ecorr) E2 elektrodundan istifadə edilən qaynaqlarla müqayisədə məhlul korroziyasına bir qədər az davamlı olduğunu sübut etdi.Bu, flux qarışığı ərintisi tərkibi olmadan 3,5% NaCl mühitində sınaqdan keçirilmiş qaynaqlarda yeni hazırlanmış elektrodların effektivliyini təsdiqləyir.Belə nəticəyə gəlmək olar ki, simulyasiya edilmiş dəniz mühitində korroziyaya davamlılıq qaynaq cərəyanının azalması ilə artır.Beləliklə, karbidlərin və nitridlərin çökməsi və sonradan E1 və E2 elektrodlarından istifadə edərək qaynaqlı birləşmələrin korroziyaya davamlılığının azalması qaynaq cərəyanının artması ilə izah edildi ki, bu da ikili təyinatlı poladlardan qaynaqlanmış birləşmələrin faza tarazlığının pozulmasına səbəb oldu.
Sorğu əsasında bu tədqiqat üçün məlumatlar müvafiq müəllif tərəfindən təmin ediləcək.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. və Liimatainen J. Sənaye istilik müalicəsində toz metallurgiyası isti izostatik basaraq əmələ gələn super dupleks paslanmayan poladdan mikrostruktur.Metal.alma mater.trans.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. və Kitagawa Y. Müasir paslanmayan poladların birləşməsində mikro struktura nəzarət.Qabaqcıl Elektromaqnit Enerjisi üçün Yeni Materialların Emalında, 419–422 (2005).
Smook O. Müasir toz metallurgiyasının super dupleks paslanmayan poladlarının mikro strukturu və xassələri.Kral Texnologiya İnstitutu (2004)
Lotto, TR və Babalola, P. Polarizasiya Korroziya Davranışı və Turşu Xlorid Konsentrasiyalarında AA1070 Alüminium və Silikon Karbid Matrix Kompozitlərinin Mikrostruktur Analizi.İnandırıcı mühəndis.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. və Ferro P. Qaynaq prosesi, mikrostruktur dəyişikliyi və dupleks və super dupleks paslanmayan poladların yekun xüsusiyyətləri.Dupleks paslanmayan polad 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasöz A., Gürel S. və Karaaslan A. İki fazalı korroziyaya davamlı poladlarda tavlama vaxtının və soyutma sürətinin çökmə prosesinə təsiri.Metal.elm.istilik müalicəsi.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S və Ravi K. Laboratoriyada əla mexaniki və korroziya xassələri olan arıq dupleks paslanmayan poladların (LDSS) hazırlanması.Qabaqcıl alma mater.saxlama çəni.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. və İsqor OB. Toz qatında lazer ərintiləri ilə əldə edilən yumşaq polad substratlar üzərində super dupleks paslanmayan polad üzlük təbəqələrinin metallurgiya və elektrokimyəvi xüsusiyyətləri.elm.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. və Kuroda, K. Austenitic paslanmayan poladlarda nikel saxlamaq üçün səylər.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. və Gonome F. Arıq dupleks paslanmayan poladların yeni seriyasının inkişafı.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Texniki Hesabatı No. 126 (2021).