در این مقاله به کمک روش تاگوچی، پارامترهای موثر بر چقرمگی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی بهینه سازی شده است. برای دستیابی به شرایط بهینه به منظور رسیدن به حداکثر چقرمگی، مشخصه کیفی هرچه بیشتر بهتر مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل نتایج تاگوچی نشان داد برای رسیدن به شرایط بهینه به منظور دستیابی به حداکثر چقرمگی در قطعات جوش فولاد زنگ نزن سوپردوفازی باید سرعت چرخشی ابزار برابر rpm 500، سرعت جوشکاری برابرmm/min 60، فشار اولیه برابر MPa 70 و زاویه ابزار با قطعه کار برابر 3 درجه باشد. در شرایط بهینه، چقرمگی حاصل از آزمایش J 61 به دست آمد که با تقریب خوبی نزدیک به چقرمگی پیش بینی شده (58J) بود. همچنین آنالیز واریانس بر روی نتایج نسبت سیگنال به نویز (S/N) انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز واریانس، پارامتر سرعت چرخشی ابزار با درصد تاثیر %64 موثرترین پارامتر بر چقرمگی در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی شناخته شد. از طرفی پارامترهای سرعت جوشکاری (با درصد تاثیر %17)، فشار اولیه (با درصد تاثیر%16) و زاویه ابزار نسبت به قطعه کار (با درصد تاثیر %3) در رتبه های بعدی قرار گرفتند. همچنین بررسی سطح مقطع شکست نمونه ها در آزمایش ضربه اثبات کرد نمونه ای که کمترین چقرمگی را در آزمایش ضربه داشت دارای مورفولوژی از نوع کلیویج و در نتیجه شکست ترد بود. این در حالی بود که مورفولوژی سطح شکست نمونه مورد آزمایش در شرایط بهینه (با دارا بودن بالاترین چقرمگی در این تحقیق= J61) دارای دیمپل های ریز و عمیق به مقدار زیاد بود. وجود دیمپل های ریز و عمیق به مقدار زیاد نشان دهنده شکست نرم و نهایتا رسیدن به بالاترین چقرمگی بود.

خوردگی گالوانیکی از جمله پدیده های بسیار با اهمیت در صنایع نفت بویژه مقاطع جوش لوله های انتقال سیال می باشد. ازآن جا که خوردگی گالوانیکی وابستگی شدیدی به هندسه قطعه و نسبت سطوح کاتد و آند دارد، از این رو پیش بینی رفتار خوردگی گالوانیکی در تجهیزات صنعتی با اکتفا به داده های آزمایشگاهی قابل اطمینان نمی باشد. درنتیجه نیاز به شبیه سازی این پدیده امری ضروری است. هدف از این پژوهش توسعه یک مدل عددی مبتنی بر المان محدود با استفاده از معادله ثانویه توزیع جریان به منظور پیش بینی رفتار خوردگی گالوانیکی منطقه جوش فولاد زنگ نزن دوفازیUNS S32750 می باشد. در این تحقیق، از دو روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز (GTAW) و اصطکاکی اغتشاشی (FSW) به منظور جوشکاری نمونه ها استفاده شد. ارزیابی رفتار خوردگی با آزمون پلاریزاسیون سیکلی در محلول 5/0 مولار H2SO4 طبق استاندارد ASTM G8 صورت گرفت و اطلاعات مورد نیاز جهت ساخت و اعتبارسنجی مدل تهیه شد. مدل المان محدود با استفاده از نرم افزار کامسول و حل معادلات دیفرانسیل ترمودینامیک خوردگی و سینتیک الکتروشیمیایی ساخته شد. نتایج نشان داد که کاهش حرارت ورودی موجب بهبود رفتار خوردگی گالوانیکی در منطقه اتصال می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی نشان داد منطقه جوش نمونه های جوشکاری شده به روش الکترود تنگستنی در مقایسه با نمونه های جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی دانسیته جریان خوردگی گالوانیکی بالاتری دارند.

در این پژوهش، تاثیر دما و زمان بر خواص اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 420 AISI به فولاد زنگ نزن سوپردوفازی 2507 SAF ایجاد شده توسط فرایند فاز مایع گذرا بررسی شد. لایه میانی پایه نیکلی از نوع BNi-2 با ضخامت 25 میکرومتر در بین نمونه های آماده شده قرار گرفت و فرایند اتصال دهی در دماهای 1050 و 1100 درجه سانتی گراد و زمان های مختلف انجام شد. بررسی ریزساختار اتصال، توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون طیف سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس انجام شد. همچنین آزمایش ریزسختیسنجی و آزمایش استحکام کششی برشی روی نمونه ها انجام گرفت. نتایج بیانگر تکمیل انجماد همدما در نمونه های اتصال یافته در دمای 1050 درجه سانتی گراد با زمان 45 دقیقه و در دمای 1100 درجه سانتی گراد با زمان 30 دقیقه بود. ارزیابی ریزسختی نمونه ها نشان داد که ناحیه انجماد غیرهمدما دارای بالاترین میزان سختی (520 ویکرز) و ناحیه انجماد همدمای کامل دارای کمترین میزان سختی (300 ویکرز) در دمای 1050 درجه سانتی گراد بود. همچنین ارزیابی استحکام کششی برشی نمونه ها نشان داد که نمونه اتصال یافته به مدت زمان یک دقیقه در دمای 1050 درجه سانتی گراد، دارای کمترین مقدار استحکام، یعنی 196 مگاپاسکال و نمونه اتصال یافته با زمان 60 دقیقه در دمای 1100 درجه سانتی گراد دارای بیشترین مقدار استحکام، یعنی 517 مگاپاسکال بودند.

در این تحقیق، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI316 به فولاد زنگ نزن فریتی AISI430 بررسی شد. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن– گاز و فلزات پرکننده ER316L و ER2209 با قطر 4/2 میلیمتر استفاده شد. جهت بررسی ریزساختار و مقاطع شکست نمونه های جوشکاری شده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. همچنین جهت بررسی خواص مکانیکی اتصال، از آزمون های کشش، ضربه، ریزسختی سنجی در راستای افقی و عمودی روی فلز جوش استفاده شد. نتایج نشان داد که ریزساختار در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER316Lآستنیتی همراه با فریت بین دندریتی، فریت شبکه ای و آستنیت ویدمن اشتاتن و در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER2209شبکه های پیوسته آستنیت در زمینه فریت اولیه می باشد. در آزمون کشش تمامی نمونه ها از فلز پایه فولاد زنگ نزن فریتی AISI430 و بصورت نرم دچار شکست شدند. فلز جوش ER2209 انرژی ضربه پایین در حدود 27 ژول و فلز جوش ER316L انرژی ضربه بالاتر و در حدود 43 ژول از خود نشان دادند. شکست فلز جوش در هر دو نمونه از نوع ترد بود. نتایج ریزسختی سنجی نشان داد سختی فلز جوش در نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER316Lبه دلیل وجود عناصر آلیاژی، توزیع مناسب فاز فریت دلتا و ساختار ریز دانه و افزایش مرز دانه ها، بالاتر از نمونه جوشکاری شده با فلز پرکننده ER2209 می باشد.

در این تحقیق خواص مکانیکی جوش های غیرمشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی 32750UNS به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور روش جوشکاری قوسی تنگستن – گاز با دو فلز پرکننده L25104 ER و LMo309ER استفاده شد. برای بدست آوردن ساختار مطلوب و خواص مکانیکی عالی در اتصال مذکور، کنترل عملیات حرارت ورودی و عملیات حرارتی پیش گرم، از جمله پارامترهای موثر و قابل کنترل است. ریزساختار فلزات جوش و بررسی سطوح شکست، با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین خواص مکانیکی شامل خمش، استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه، سختی و نیز شکست نگاری نمونه ها بررسی شد. در آزمون کشش تمامی نمونه ها از منطقه HAZ فلز پایه فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L و به صورت نرم دچار شکست شدند. بیشترین مقدار انرژی شکست مربوط به فلز جوش 25104L بود، نمونه جوش شده با فلز پرکننده 25104L بیشترین انعطاف پذیری را از خود نشان داد. بیشترین و کمترین مقادیر سختی به ترتیب مربوط به فلز جوش 24104L و فولاد زنگ نزن آستنیتی 309LMo بود. در نهایت، می توان نتیجه گرفت که برای اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L، ماده پرکننده 25104L ویژگی های بهینه ای را ارائه می دهد.

با توجه به نیاز صنعت برای اتصال فلزات غیرهم جنس و عدم جوش پذیری آنها به هم در روش های معمول، فرآیند جوشکاری اصطکاکی می تواند کاربرد مناسبی داشته باشد. در این تحقیق جوشکاری اصطکاکی غیرهم جنس فولاد زنگ نزن آستنیتی304 به فولاد زنگ نزن مارتنزیتی410 با پارامتر های ثابت سرعت دوران (850دور بر دقیقه) و زمان فورج (60ثانیه) و پارامتر های متغیر زمان اصطکاک (40، 50 و 60ثانیه) و نیروی اصطکاک (90، 100 و 120کیلونیوتن) و نیروی فورج (130، 150 و 180کیلونیوتن) بررسی شده است. مطالعات میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و همچنین آنالیز عنصری روی جوش ها انجام شد. سلامتی و بی عیب بودن جوش ها توسط آزمایش کشش و میکروسختی بررسی شده و سطوح شکست هم مورد بررسی قرار گرفتند. ساختار نمونه ها شامل مارتنزیت های سوزنی و خشن در فولاد زنگ نزن 410 و دانه های کشیده در فولاد زنگ نزن 304 در فصل مشترک اتصال بودند که با طراحی یک عملیات حرارتی تمپر به صورت موضعی، مارتنزیت های خشن به مارتنزیت های لایه ای تغییر پیدا کردند. نتایج نشان داد که استحکام کششی نمونه ها در محدوده 520-400مگاپاسکال بود و شکست ترد مشاهده شد. نتایج سختی سنجی نشان داد که بالاترین سختی در فولاد زنگ نزن 410 در منطقه متاثر از حرارت و نزدیک به فصل مشترک ایجاد می شود. استحکام کششی مطلوب 751مگاپاسکال با انتخاب پارامترهای بهینه زمان اصطکاک 50ثانیه، نیروی اصطکاک 120کیلونیوتن و نیروی فورج 180کیلونیوتن و انجام عملیات حرارتی تمپر در موضع جوش پس از جوشکاری به دست آمد.

دراین پژوهش، بررسی ریزساختار جوش های غیرمشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS 32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش جوشکاری قوس تنگستن تحت گاز محافظ با قطبیت منفی و دو نوع فلز پرکننده ER25104L و ER309LMo استفاده شد. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترک ها به وسیله میکروسکوپ نوری بررسی شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد در فلز جوش ER25104L، ریزساختار به صورت دندریت های آستنیت و زمینه فریت همراه با رسوبات آستنیت ثانویه بود. انجماد فلز جوش ER309LMo، به صورت فریت اولیه همراه با مقداری آستنیت و با مورفولوژی فریت اسکلتی شکل صورت گرفت. در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L رشد رونشستی و در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی 32750 میزان فریت بالایی مشاهده شد.

در این مقاله به بررسی ساختار میکروسکوپی، فازشناسی و پروفیل سختی روکش حاصل از سیم جوش پایه کبالت از نوع استلایت 6 بر سطح فولاد زنگ نزن مازتنزیتی 410 بدون لایه میانی و در حضور لایه میانی فولاد زنگ نزن آستنیتی 309 پرداخته شده است. روکش کاری به روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز (GTAM) انجام شد. نمونه ها توسط آزمون های متالوگرافی نوری، الکترونی، پراش پرتوایکس، طیف سنجی انرژی (EDS) و سختی سنجی مورد بررسی قرار گرفتند. یافته های پژوهشی نشان داد که در سطح نمونه ها ساختار متشکل از کاربیدها در محلول جامد غنی از کبالت با ساختار دندریتی است. رشد دندریت ها در پوشش بصورت اپی تکسیال می باشد. کربن از استلایت مذاب در طور مرزدانه های آستنیت مذاب در طول مرزدانه های آستنیت به فولاد زنگ نزن آستنیتی نفوذ کرده و در فصل مشترک لایه میانی و پوشش ذرات کاربیدی تشکیل یافته است. رقت آهن در روکش باعث کاهش سختی، مقاومت به سایش و خوردگی می شود، در اثر اعمال میانی رقت آهن در پوشش کاهش یافته است و سختی افزایش می یابد.

در این پژوهش، ریزساختار و خواص مکانیکی جوش های نامشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS 32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، روش جوشکاری قوسی تنگستن - گاز با قطبیت منفی و دو نوع فلز پرکننده ER25104L و ER309LMo استفاده شد. پس از جوشکاری، ریزساختار مناطق گوناگون هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترک ها با میکروسکوپ نوری بررسی شدند و ارتباط بین ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات مورد بررسی قرار گرفته شد. بررسی های ریزساختاری نشان دادند که در فلز جوش ER25104L، ریزساختار به صورت دندریت های آستنیت و زمینه فریت بود. انجماد فلز جوش ER309LMo، به صورت فریت اولیه همراه با مقداری آستنیت و با ریخت شناسی فریت اسکلتی شکل صورت گرفت. هم چنین، خواص مکانیکی شامل خمش، استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه، سختی و نیز شکست نگاری نمونه ها بررسی شد. در آزمایش کشش تمامی نمونه ها از منطقه HAZ فلز پایه فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L و به صورت نرم دچار شکست شدند. هم چنین، بیش ترین مقدار انرژی شکست مربوط به فلز جوش 25104L بود. نمونه جوش شده با فلز پرکننده 25104L بیش ترین انعطاف پذیری را از خود نشان داد. کم ترین و بیش ترین مقدار سختی به ترتیب برای فلز پرکننده ER309LMo و ER25104L بدست آمد. خواص مکانیکی بدست آمده با استفاده از دو نوع فلز پرکننده ER25104L و ER309LMo قابل قبول بوده، اگرچه فلز جوش 25104L خواص مکانیکی بهتری را نسبت به فلز جوش 309 LMo از خود نشان داد. در نهایت، می توان نتیجه گرفت برای اتصال بین فلز پایه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی 32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی 304L، ماده پرکننده ER25104L ویژگی های بهینه ای را ارائه می دهد.