ارزیابی ریزساختار و جوش پذیری اتصال غیر مشابه سوپرآلیاژ اینکونل ۷۱۸ به فولاد زنگ نزن آستنیتیS۳۱۰

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 8، دوره 9، شماره 1، خرداد 1394، صفحه 73-85   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

علی مرتضایی^{* 1}؛ مرتضی شمعانیان²؛ احمد ساعتچی²

¹دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان

²استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

چکیده

در پژوهش حاضر، جوشکاری غیر مشابه بین سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل ٧١٨ به فولاد زنگ نزن آستنیتی S۳۱۰ با استفاده از روش قوسی تنگستن- گاز محافظ خنثی، با هدف مشخصه یابی ریزساختار و ارزیابی جوش پذیری فلزات پرکنندهمورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از سه فلز پرکننده اینکونل ۶۲۵، اینکونل ۸۲ و فولاد زنگ نزن آستنیتی ۳۱۰ استفاده گردید. پس از جوشکاری ریز ساختار نواحی مختلف هر اتصال شامل فلزات پایه و جوش با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. به علاوه، به منظور برآورد حساسیت به ترک خوردن انجمادی فلزات جوش، از آزمون وارسترینت بهره گرفته شد. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که شرایط انجماد، یک ساختار دندریتی را برای فلز پرکننده اینکونل ٦٢٥ ایجاد کرده است. همچنین، ریزساختار فلز جوش ٣١٠ مشتمل بر ریز ترک های انجمادی بود که در امتداد مرزدانه های فرعی انجماد اشاعه پیدا کردند. آزمون وارسترینت نیز مشخص کرد که فلز جوش ٨٢ کمترین حساسیت به ترک انجمادی را در تمام کرنش های اعمالی نسبت به سایر فلزات پرکننده داراست. در آخر، با مقایسه نتایج به دست آمده، فلز پرکننده اینکونل ٨٢ مناسب ترین انتخاب برای اتصال غیر مشابه مذکور تشخیص داده شد. 

کلیدواژه‌ها

جوشکاری غیرمشابه؛ جوش پذیری؛ سوپرآلیاژ پایه نیکل؛ فولاد زنگ نزن آستنیتی

مراجع

[1]     M. J .Donachi & S. J. Donachi, “Superalloys a technical guide”, US, ASM International, 2002.

 [2]     J. K. Hong, J. H. Park, N. K. Park, L. S. Eom, M. B. Kim & C.Y. Kang, “Microstructures and mechanical properties of Inconel 718 welds by CO2 laser welding”, J Mater Process Technol, Vol 201, pp. 515-20, 2008.

 [3]     S. Richards NL & X. Huang,”Heat Affected Zone Cracking in Cast Inconel 718”, Chaturvedi MC, Mater charact, Vol 28, pp 179-187, 1992.

 [4]     M. Durand. “The microstructure of superalloys.Amsterdam,Gordon and Brench”, 1997.

 [5]     J. Lippold & D. Kotecki, “Welding metallurgy & weldabillity of stainless steel”, US, John wiley, 2005.

 [6]     J. Dupont & J. Lippold, “Welding metallurgy & weldabillity of nickel-base super alloys”, USA, John Wiley, 2009.

 [7]     Standard Welding Terms and Difinitions, ANSI/AWS, Welding Handbook, Dissimilar metals, American Welding Society, Vol.4, Ch.12, PP.514, 2006.

 [8]     ASM handbook, properties and selection: irons, steels, and high performance alloys: elevated-temperature properties of stainless steels, Ohio, ASM International, Materials Park, 10th ed, vol. 1, 2002.

 [9]     S. Tavares, V. Moura, V. C. Da Costa, M. Ferreira & J. M. Parda, “lMicrostructural changes and corrosion resistance of AISI 310S steel exposed to 600-800°C”, Mater Charact, Vol 60, pp. 573-78, 2009.

 [10]  M. Sireesha, K. Shaju & V. A. Shankr, “A comprative evaluation of welding consumbles for dissimilar welds between 316LN austenitic stainless steel and alooy 800”, Journal of Nuclear Materials,Vol 279, pp. 65-76, 2000.

 [11]  R. Dehmolaei, M. Shamanian & A. Kermanpure, “Microstructure characterization of dissimilar welds between alloy 800 and HP heat resistance steel”, Mater charact, Vol 59, pp. 1447-1454, 2008.

 [12]  S. Kou, Welding metallurgy, second ed. Hoboken, John Wiley & Sons Inc, 2003.

 [13]  D. E. Nelson & E. A. Bae lack, “Morphology of weld heat-affected zone liquation in ca t Alloy 7 8”, Scripta materialia, Vol 19, pp. 371-379, 1986.

 [14]  R.Vincent, “Precipitation around welds in the nickel-base superalloy Inconel 718”, Acta Metallurgica, Vol. 33, pp. 1205-1216, 1985.

 [15]  M. J. Cieslak, T. J. Headley, A. D. Romig & T. A. Kollie, “A melting and solidification study of Alloy 625”, Metallurgical and Material Tran action A, Vol. 19, pp. 2319-2331, 1988.

 [16]  W. C. Winegard, “An introduction to the solidification of metals”, Institute of Metals, 1964.

 [17]  J. N. DuPont, C. V. Robino & A. R. Marder, “Solidification of Nb-bearing uperalloy”, Part II. Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 29A, pp. 2797 -2806, 1998.

 [18]  S.W. Banovic & J.N. DuPont, “Dilution and microsegregation in dissimilar metal welds between super austenitic stainless steels and Ni base alloys”, Science and Technology of Welding and Joining, Vol 6 (6), pp. 274-383, 2003.

 [19]  J. N. DuPont, S. W. Banovic & A. R. Marder,“Microstructural evolution and weldability of dissimilar welds between a super austenitic stainless steel and nickel-ba ed Alloy ”,Welding Journal, Vol. 82, pp. 125-35, 2003.

 [20]  Hajiannia, M. Shamanian & M. Kasiri, “Microstructure and mechanical properties of AIS 347 stainless steel/A335 low alloy steel dissimilar joint produced by gas tungsten arc welding”,Materials and Design, Vol. 50, pp. 566-73, 2013.