جوشکاری غیر مشابه فولاد زنگ نزن سوپردوفازی uns s32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی aisi 316l و ارزیابی ریزساختار و رفتار خوردگی

در این تحقیق، به بررسی ریزساختار و رفتار خوردگی مقاطع جوش غیرمشابه فولاد زنگ نزن سوپردوفازی una s32750 به فولاد زنگ نزن آستنیتی aisi 316l پرداخته شد. برای جوشکاری از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز با قطبیت منفی و فلز پرکننده aws er2594 استفاده شد. با توجه به اهمیت حرارت ورودی در تغییر ریزساختارهای آستنیتی- فریتی، جوشکاری در چندین حرارت ورودی مختلف انجام و تاثیر حرارت ورودی بر تغییرات ریزساختار و مقاومت خوردگی منطقه جوش بررسی گردید. همچنین تاثیر عملیات حرارتی پس از جوشکاری در دمای 1125 درجه سانتی گراد بر ریزساختار و رفتار خوردگی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. برای ارزیابی مقاومت به خوردگی، از آزمون های پولاریزاسیون پتانسیودینامیک و پولاریزاسیون سیکلی در محیط 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم و در دمای محیط استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش حرارت ورودی از حدود 660 تا 825 ژول بر میلی متر، موجب افزایش درصد آستنیت فلز جوش حاصل، از 79/60 تا 47/74 درصد می شود. در اثر سیکل های حرارتی ناشی از جوشکاری، منطقه متاثر از حرارتی به عرض 200 میکرومتر و با مقدار آستنیت در حدود 30 درصد در فلز پایه زنگ نزن سوپردوفازی 32750 ایجاد شد. همچنین مقداری فریت دلتا در منطقه متاثر از حرارت فلز پایه آستنیتی l316 تشکیل می شود. نتایج حاصل از آزمون های الکتروشیمیایی نشان داد که فلز پایه سوپردوفازی 32750 در مقایسه با فلز پایه آستنیتی l316 مقاومت به خوردگی بسیار بهتری دارد. این مقاومت به خوردگی بهتر با افزایش پتانسیل خوردگی، کاهش جریان خوردگی و چند برابر شدن پتانسیل حفره دار شدن خود را نشان داد و می توان آن را به مقدار بالای عناصر کروم و مولیبدن فلز پایه سوپردوفازی 32750 نسبت داد. بررسی رفتار خوردگی فلزات جوش نشان داد که تغییر درصد آستنیت ناشی از تغییر حرارت ورودی در محدوده مورد بررسی، موجب کاهش مقاومت به خوردگی عمومی می شود، اما مقاومت به خوردگی حفره ای را تحت تاثیر قرار نمی دهد. به طورکلی، فلزات جوش و فلز پایه سوپردوفازی 32750 پتانسیل حفره دار شدن یکسان و در حدود 1000 میلی ولت نشان دادند. بررسی های تئوری انجام شده با استفاده از معیارهای مختلف بیانگر وقوع خوردگی گالوانیکی محسوس بین فلز جوش و فلز پایه آستنیتی l316 است. این مطلب با توجه به متفاوت بودن ریزساختارها قابل پیش بینی بود. عملیات حرارتی آنیل انحلالی در دمای 1125 درجه سانتی گراد و زمان 2 ساعت در مقاومت به خوردگی فلز پایه سوپردوفازی 32750 تغییر مهمی ایجاد نکرد. اما عملیات حرارتی پس از جوشکاری در همین دما موجب بهبود نسبی مقاومت به خوردگی حفره ای منطقه جوش شد. بعد از عملیات حرارتی پس از جوشکاری، افزایش حدود 25 میلی ولت در پتانسیل حفره دار شدن مشاهده شد. سرانجام قابل ذکر است با استفاده از فلز پرکننده aws er2594 و کنترل حرارت ورودی در حدود 700 ژول بر میلی متر، می توان جوشی ایجاد کرد که مقاومت خوردگی بهتری نسبت به فلزات پایه داشته باشد. همچنین با توجه به آن که بهبود مقاومت خوردگی ناشی از عملیات حرارتی پس از جوشکاری چشمگیر نیست و با درنظر گرفتن مشکلات اجرا در مقیاس عملی، عملیات حرارتی پس از جوشکاری برای اتصال مذکور توصیه نمی شود.