بررسی ریزساختار و خواص متالورژیکی در جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ خنثی سوپرآلیاژ اینکلوی ٩٢٥

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 2، دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 36، خرداد 1395، صفحه 13-24   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

علی مرتضایی^* ؛ احسان قجاوند

کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

در این پژوهش، جوشکاری سوپرآلیاژ پایه نیکل-آهن اینکلوی ٩٢٥ با هدف بررسی اثر ترکیب شیمیایی فلزات پرکننده به کار رفته بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی نواحی جوش داده شده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، از فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ و دو فلز پرکننده پایه نیکلی ERNiCrMo-3 و ERNiCr-3 استفاده گردید. مشاهدات ریخت نگاری نشان داد که در پایان انجماد، ریزساختار فلزات جوش به صورت آستنیتی و با مورفولوژی دندریتی تشکیل شده است. به علاوه، در آزمایش کشش اگرچه استحکام کششی فلزات جوش کمتر از آلیاژ پایه اینکلوی ٩٢٥ به دست آمد اما گسیختگی در نمونه ها در ناحیه متاثر از حرارت فلز پایه به وقوع پیوست. در آزمایش ضربه شارپی نیز فلز جوش ERNiCr-3 با جذب انرژی شکست بیشتر در مقایسه با فلز پایه اینکلوی ٩٢٥ و فلز جوش ERNiCrMo-3 شکسته شد. با انجام آزمایش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نیز مشخص گردید که اختلاف پتانسیل خوردگی بین فلز پایه و فلز جوش ERNiCrMo-3 می تواند وقوع خوردگی گالوانیک را در ناحیه اتصال ترغیب کند. در آخر، با عنایت به نتایج حصول یافته، فلز پرکننده ERNiCr-3 انتخاب مناسب تری برای جوشکاری آلیاژ اینکلوی ٩٢٥ تشخیص داده شد.

کلیدواژه‌ها

اینکلوی ٩٢٥؛ ریزساختار؛ خواص مکانیکی

مراجع

 

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

 

[2]     M. J. Donachie & S. J. Donachie, “Superalloys a technical guide”, 2nd edition, ASM international, 2002.

 

[3]     http://www.specialmetals.com/documents/Incoloy%20alloy%20925.pdf

 

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

 

[5]     Standard mathhods for mechanical testing of welds, ANSI/AWS. Welding handbook B4.0M. American Welding Society Inc, 2006.

 

[6]     Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance Measurements, ASTM G59-97, American Society for Testing and Materials, Vol. 03. 02: Corrosion of Metals, Wear and Erosion, 2014.

 

[7]     J. N. Dupont, J. C. Lippold & S. D. Kiser, “Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys”, John Wiley, 2009.

 

[8]     M. Qian & J. C. Lippold, “The Effect of Rejuvenation Heat Treatments on the Repair Weldability of Wrought Alloy 718”, Materials Scince and Engineering, Vol. 340A, pp. 225-231, 2003.

 

[9]     [9] D. E. Nelson & E. A. Baeslack, “Morphology of weld heat-affected zone liquation in cast Alloy 718”, Scripta materialia, Vol. 19, pp. 371-379, 1986.

 

[10] M. J. Cieslak, T. J. Headley, A. D. Romig & T. Kollie, “A melting and solidification study of Alloy 625”, Metall Mater Trans, Vol. 19A, pp. 2319-31, 1981.

 

[11] M. J. Cieslak, T. J. Headley, T. J. Knorovsky, G. A. Romig & T. Kollie, “A comparison of the solidifi cation behavior on incoloy 909 and inconel 718”, Metallurgical Transactions, Vol. 21A, pp. 479-488, 1990.

 

[12] Winegard WC. An introduction to the solidification of metals. Institute of Metals, 1964.

 

[13] 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.

 

[14] 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, No. 6, pp. 274-383, 2003.

 

[15] 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.

 

ا. منشی، ع و ر.ضوی. "انجماد در جوشکاری"، انتشارات ارکان دانش، ١٣٨٧.