جوشکاری غیرمشابه فولاد مقاوم به حرارت 25cr-35ni به فولاد زنگ نزن aisi 310 و ارزیابی خواص اتصال

در این پژوهش، جوشکاری غیر مشابه فولاد مقاوم به حرارت 25cr-35ni به فولاد زنگ نزن 310 به روش ذوبی مورد بررسی قرار گرفت. از چهار فلز پرکننده wz2535، اینکونل 182، اینکونل 117 و فولاد زنگ نزن 309 برای این منظور استفاده شد. اتصالات در حین جوشکاری با قیدگذاری بالا همراه شدند تا شرایط حاکم بر جوشکاری آزمایشگاهی با شرایط واقعی جوشکاری در حین ساخت تا حد امکان به یکدیگر نزدیک باشد. در ادامه، ریزساختار فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت، فصل مشترک ها و مناطق مخلوط نشده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی (eds) مورد ارزیابی قرار گرفت. به علاوه خواص اتصال از قبیل جوش پذیری، استحکام کششی، چقرمگی شکست، شکست نگاری و سختی سنجی نیز بررسی شد. همچنین به منظور بررسی تاثیر شرایط دمایی حاکم در حین سرویس دهی، موارد فوق پس پیرسازی اتصال در دمای 1000 درجه ی سانتیگراد به مدت 120 ساعت نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری فلزات جوش در حالت قبل از پیرسازی نشان داد که تمامی آن ها به صورت دندریتی منجمد شده اند. هیچ گونه ترکی در فلزات جوش حاصل از فلزات پرکننده wz2535 و اینکونل 182 مشاهده نشد در حالی که فلز جوش اینکونل 117 در پاس ریشه با ترک انجمادی همراه شد. همچنین ترک ناشی از افت انعطاف پذیری (ddc) در ارتباط با دو فلز جوش اینکونل 117 و فولاد زنگ نزن 309 مشاهده شد. همچنین در محل فصل مشترک بین فولاد مقاوم به حرارت hp با فلزات جوش اینکونل 117 و فولاد زنگ نزن 309 برخی ترک های داغ مشاهده شد. پیرسازی موجب استحاله ی بخشی از فاز فریت دلتای موجود در فلز جوش 309 به آستنیت شد. رسوب گذاری کاربید کرم در haz فلز پایه 310 پس از پیرسازی مشاهده شد. تمامی نمونه ها به غیر از نمونه های مربوط به اتصال با فلز پرکننده 309 در طی آزمون کشش چه قبل و چه بعد از پیرسازی، از محل فلز پایه hp شکستند. نمونه مربوط به اتصال با فلز پرکننده اینکونل 182 بیشترین افزایش طول را به میزان 5/16% در حالت قبل از پیرسازی از خود نشان داد. میزان افزایش طول پس از پیرسازی برای همه نمونه ها با افزایش روبرو شد که بیشترین آن مربوط به نمونه با فلز جوش 309 و به میزان 5/19% اندازه گیری شد. نمونه های کشش مربوط به فلز پرکننده 309 در آزمون شکست از محل فصل مشترک فلز جوش با فلز پایه hp دچار شکست شدند. شکست نگاری سطح شکست این نمونه در طی آزمون کشش، وجود ترک های ddc را در نزدیکی فصل مشترک آشکار نمود. نتایج آزمون سختی نشان داد که بیشترین سختی مربوط به فلز جوش 309 و در مجاورت فلز پایه hp و برابر با hv270 می باشد که این امر ناشی از استحکام محلول جامد توسط کربن بالای فلز پایه hp می باشد که بواسطه ی رقیق شدن رخ داده است. سختی تمام فلزات جوش و فلز پایه 310 پس از پیرسازی با کاهش روبرو شد و تنها فلز پایه hp بواسطه رسوب گذاری گسترده با افزایش سختی همراه شد. نتایج آزمون ضربه چارپی نشان داد که فلز جوش اینکونل 182 در حالت های قبل و بعد از پیرسازی، بیشترین انرژی ضربه را دارا می باشد. نتایج آزمون جوش پذیری نشان داد فلزات جوش فولاد زنگ نزن 309 و اینکونل 117 در کرنش 1% کمترین حساسیت به ترک داغ را دارند. در کرنش های بالاتر، حساسیت فلز جوش 309 به ترک داغ به شدت با افزایش روبرو شد. در این آزمون فلز جوش hp کمترین حساسیت به ترک داغ را در کرنش های بالاتر از 1% از خودنشان داد. در پایان فلزات جوش اینکونل 182 و hp برای این اتصال مناسب تشخیص داده شدند.