در این پژوهش با استفاده از لیزرNd: YAG پالسی دو نوع فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 و 316 به صورت لب به لب جوشکاری شدند و به بهینه سازی پارامترهای فرآیند با استفاده از روش فاکتوریل کامل پرداخته شد. اثر پارامترهای ورودی فرآیند شامل توان لیزر، پهنای پالس، سرعت جوشکاری و ترکیب شیمیایی بر پارامترهای خروجی ازجمله پهنای جوش، عمق جوش، استحکام نهایی کشش، درصد ازدیاد طول و عدد فریت بررسی گردید. عملیات جوشکاری در توان های 2/1 و 8/1 کیلو وات، پهنای پالس 3 و 4/4 میلی ثانیه و سرعت جوشکاری 2/0 و 8/0 میلی متر بر ثانیه انجام شد. به منظور دست یابی به بیشترین استحکام، ابعاد هندسه جوش و عدد فریت، پارامترهای ورودی در بالاترین سطح خود به عنوان نمونه بهینه انتخاب گردید؛ با افزایش سرعت جوشکاری، درصد ازدیاد طول 64 درصد افزایش یافت. فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی 304، به دلیل وجود عنصر مولیبدن در ریزساختار، فریت بیشتری دارد. خطای پارامترهای خروجی پهنای جوش، عمق جوش، استحکام نهایی کشش، درصد ازدیاد طول و عدد فریت به ترتیب برابر با 2، 5، 6/1، 25 و 2 درصد بود.

مقادیر متفاوتی از نیتروژن به فولادهای زنگ نزن آستنیتی بدون نیکل پر منگنز به کمک فروآلیاژ نیتریدی اضافه شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری، خواص مکانیکی توسط سختی سنجی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین خواص خوردگی توسط طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون بررسی شد. نتایج نشان داد که فولاد پرنیتروژن و کم نیتروژن به ترتیب دارای ساختار آستنیتی و آستنیت فریت است. افزایش نیتروژن باعث افزایش استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی و سختی می شود. علاوه بر این، افزایش نیتروژن باعث کاهش چگالی جریان و جابجایی پتانسیل خوردگی به مقادیر مثبت تر می شود.

توزیع اندازه دانه حین رشد دانه در فولادهای زنگ نزن آستنیتی به سه روش مقطع زنی متوالی، شبیه سازی سه بعدی مونت کارلو و مدل ابراز-لوک بررسی شد. نتایج نشان دادند که توزیع حجمی دانه ها در تعداد کم دانه بر توزیع نرمال لگاریتمی منطبق است، در حالی که برای تعداد زیاد دانه بر توزیع گاما منطبق می باشد. رشد غیر عادی دانه در فولاد 304H حین تاب کاری رخ داد، و این می تواست ناشی از حضور رسوب کاربید کرم بر روی مرز دانه ها درون ساختار اولیه باشد. جدایش حاصل از انحلال این کاربیدها، تحرک مرز دانه را کاهش داد. در این فولاد با تخمین غلظت کرم در مرز دانه، رابطه ای زمانی برای تحرک مرز دانه به دست آمد. روشی هم برای یافتن درصد خطای تعیین اندازه دانه در سطح مقطع متالوگرافی ارائه شد.

در این مقاله مطالعات انجام شده در خصوص ابرمومسانی فولادهای زنگ نزن دو فازی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف بدست آوردن مناسب ترین شرایط عملیات ترمومکانیکی جهت ریزکردن ساختار (اندازه دانه) و القای خاصیت ابرمومسانی در فولادهای زنگ نزن دو فازی است. همچنین نشان دادن محدوده مناسب دمایی و نرخ کرنش مورد استفاده در فرآیند ابرمومسانی این نوع فولادها جهت بدست آوردن حداکثر ازدیاد طول می باشد. نتایج نشان می دهد که با استفاده از عملیات ترمومکانیکی شامل حل سازی، نورد و آنیل می توان به اندازه دانه هایی تا 0.5-4mmدست یافت. بیشترین ازدیاد طول در حدود 1000% در محدوده دمایی 800-1000oC و نرخ کرنش 0.01-0.1 s-1 بدست می آید. تحت این شرایط ضریب حساسیت به نرخ کرنش در حدود 0.6 می باشد.

رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن آستنیتی سیلیسیم دار 1/4361 در محیط اسید نیتریک دودکننده قرمز (RFNA) در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی 316، با استفاده از تکنیک های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک خطی و چرخه ای و همچنین آزمون غوطه وری و مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه، اثر بازدارندگی غلظت های مختلف اسیدهیدروفلوئوریک (HF) بر رفتار خوردگی این دو آلیاژ مطالعه شد. نتایج به دست آمده از آزمون های الکتروشیمیایی، غوطه وری و SEM در تطابق کامل با یکدیگر بوده و همگی بازدارندگی بسیار خوب HF را در جلوگیری از خوردگی های یکنواخت و مرزدانه ای نشان دادند. نرخ خوردگی اولیه برای فولاد 1/4361 از 16.77mpy در غیاب بازدارنده به 16.77mpy با افزودن 0.6درصد وزنی HF کاهش پیدا کرد. این در حالی است که پتانسیل حفره دار شدن در همین شرایط از مقدار اولیه 1.57 به 2.31 ولت (نسبت به (Ag/AgCl افزایش یافت که نشان دهنده بهبود مقاومت به خوردگی های موضعی با افزودن بازدارنده HF است. همچنین مشاهده شد که عنصر آلیا‍ژی سیلیسیم منجر به بهبود مقاومت به خوردگی مرزدانه ای فولاد زنگنزن در محیط RFNA می گردد، اما از طرف دیگر مقاومت به خوردگی یکنواخت آن را کاهش می دهد. نرخ خوردگی اولیه برای فولاد 316 برابر 1.18mpy به دست آمد که کمتر از 16.77mpy برای فولاد سیلیسیم دار 1/4361 می باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

خوردگی شیمیایی یکی از عوامل تخریب فولادهای زنگ نزن است. سختی آب یکی از عامل های اصلی تخریب و خوردگی لوله ها در نواحی گرده جوش می باشد. پژوهش های آزمایشگاهی نشان دادند که در بیشتر آب های طبیعی با pH بین 6.5 تا 8.0، خوردگی شیاری فولاد زنگ نزن نوع 304L و 3.4 در غلظت های کلر کمتر از 200mg/lit بسیار کمیاب است. همچنین، خوردگی شیاری فولادهای زنگ نزن نوع 316L و 316 در همان pH، و در غلظت های کمتر از 1000mg/lit نیز به ندرت رخ می دهد. تجزیه شیمیایی نشان داد که آب شهرک سلطان آباد حاوی 208/1mg/lit کلر است، لذا لوله های فولادی زنگ نزن نوع 304 که در کارخانه لبنیات دایتی از آنها استفاده شده بود، هیچ گونه مقاومتی در برابر خوردگی شیاری بروز نداده و خیلی سریع از نقاطی که مستعدترند، نظیرگرده جوش، خورده شده بودند. از سوی دیگر، از آنجا که خوردگی لوله ها در نواحی اطراف گرده جوش صورت گرفته بود، لذا بررسی های فلزنگاری در نواحی گرده جوش و مناطق تحت تاثیر جوش نیز صورت گرفت. دستاوردها حاکی از آنند که جوش ها از کیفیت بالایی برخوردار نبوده و حاوی حفره هایی در گرده جوش و عیوبی نظیر عدم نفوذ کامل و یا نقص در نفوذ هستند. راههای جلوگیری از خوردگی لوله ها در پایان مقاله مورد بررسی قرار گرفته است.