Täname, et külastasite veebisaiti Nature.com.Kasutate piiratud CSS-i toega brauseri versiooni.Parima kasutuskogemuse saamiseks soovitame kasutada uuendatud brauserit (või keelata Internet Exploreris ühilduvusrežiim).Lisaks näitame pideva toe tagamiseks saiti ilma stiilide ja JavaScriptita.
Liugurid, mis näitavad kolme artiklit slaidi kohta.Kasutage slaidide vahel liikumiseks nuppu Tagasi ja Järgmine või igal slaidil liikumiseks lõpus olevaid slaidijuhtnuppe.
Roostevabast terasest 321 spiraaltoru keemiline koostis
321 roostevabast terasest spiraaltoru keemiline koostis on järgmine:
- Süsinik: 0,08% max
- Mangaan: max 2,00%
- Nikkel: 9,00% min
| Hinne | C | Mn | Si | P | S | Cr | N | Ni | Ti |
| 321 | 0,08 max | 2,0 max | 1,0 max | 0,045 max | 0,030 max | 17.00 – 19.00 | 0,10 max | 9.00 – 12.00 | 5(C+N) – 0,70 max |
Roostevabast terasest 321 spiraaltoru mehaanilised omadused
Roostevabast terasest 321 spiraaltoru tootja andmetel on roostevabast terasest 321 spiraaltorude mehaanilised omadused toodud allpool: Tõmbetugevus (psi) Saagistugevus (psi) Pikenemine (%).
| Materjal | Tihedus | Sulamispunkt | Tõmbetugevus | Saagise tugevus (0,2% nihe) | Pikendamine |
| 321 | 8,0 g/cm3 | 1457 °C (2650 °F) | Psi – 75000 , MPa – 515 | Psi – 30000 , MPa – 205 | 35 % |
Roostevabast terasest 321 spiraaltoru rakendused ja kasutusalad
Paljudes insenerirakendustes on dupleksroostevabast terasest (DSS) keevitatud konstruktsioonide mehaanilised ja korrosiooniomadused kõige olulisemad tegurid.Käesolevas uuringus uuriti dupleksroostevabast terasest keevisõmbluste mehaanilisi omadusi ja korrosioonikindlust keskkonnas, mis simuleeris 3,5% NaCl, kasutades selleks spetsiaalselt loodud uut elektroodi ilma legeerivaid elemente lisamata vooproovidele.DSS-plaatide keevitamiseks kasutati elektroodidel E1 ja E2 vastavalt kahte erinevat tüüpi räbusti põhiindeksiga 2,40 ja 0,40.Voolukompositsioonide termilist stabiilsust hinnati termogravimeetrilise analüüsi abil.Keevisliidete keemilist koostist ning mehaanilisi ja korrosiooniomadusi hinnati emissioonspektroskoopia abil vastavalt erinevatele ASTM standarditele.DSS-keevisõmblustes esinevate faaside määramiseks kasutatakse röntgendifraktsiooni ning keevisõmbluste mikrostruktuuri kontrollimiseks kasutatakse skaneerivat elektroni EDS-iga.E1 elektroodidega tehtud keevisliidete tõmbetugevus jäi vahemikku 715-732 MPa, E2 elektroodide puhul 606-687 MPa.Keevitusvoolu on suurendatud 90 A-lt 110 A-ni, samuti on suurendatud kõvadust.Põhiräbustitega kaetud E1 elektroodidega keevisliidetel on paremad mehaanilised omadused.Teraskonstruktsioonil on kõrge korrosioonikindlus 3,5% NaCl keskkonnas.See kinnitab äsja väljatöötatud elektroodidega tehtud keevisliidete töövõimet.Tulemusi käsitletakse legeerelementide, nagu Cr ja Mo, kahanemise, mida täheldati kaetud elektroodidega E1 ja E2 keevisõmblustes, ning Cr2N vabanemise osas elektroodide E1 ja E2 abil valmistatud keevisõmblustes.
Ajalooliselt pärineb dupleksroostevaba terase (DSS) esimene ametlik mainimine aastast 1927, mil seda kasutati ainult teatud valandite jaoks ja seda ei kasutatud selle suure süsinikusisalduse tõttu enamikus tehnilistes rakendustes1.Kuid hiljem vähendati standardset süsinikusisaldust maksimaalse väärtuseni 0,03% ja neid teraseid hakati laialdaselt kasutama erinevates valdkondades2,3.DSS on sulamite perekond, milles on ligikaudu võrdne kogus ferriiti ja austeniiti.Uuringud on näidanud, et DSS-i ferriitfaas pakub suurepärast kaitset kloriidist põhjustatud pingekorrosioonipragude (SCC) eest, mis oli 20. sajandil austeniitsete roostevabade teraste (ASS) puhul oluline probleem.Teisest küljest kasvab mõnes masina- ja muudes tööstusharudes4 nõudlus ladustamise järele kuni 20% aastas.Seda uuenduslikku kahefaasilise austeniit-ferriitstruktuuriga terast saab sobiva koostise valiku, füüsikalis-keemilise ja termomehaanilise rafineerimise teel.Võrreldes ühefaasilise roostevaba terasega, on DSS-il suurem voolavuspiir ja suurepärane võime taluda SCC5, 6, 7, 8. Dupleksstruktuur annab neile terastele ületamatu tugevuse, sitkuse ja suurema korrosioonikindluse agressiivses keskkonnas, mis sisaldab happeid, happekloriide, merevesi ja söövitavad kemikaalid9.Nikli (Ni) sulamite iga-aastaste hinnakõikumiste tõttu üldturul on DSS-i struktuur, eriti madala niklisisaldusega tüüp (lean DSS), saavutanud palju silmapaistvaid saavutusi võrreldes näokeskse kuupmeetri (FCC) rauaga10, 11. ASE disainilahenduste probleem seisneb selles, et need on allutatud erinevatele karmidele tingimustele.Seetõttu püüavad erinevad inseneriosakonnad ja ettevõtted propageerida alternatiivseid madala niklisisaldusega (Ni) roostevaba teraseid, mis toimivad sama hästi või paremini kui traditsioonilised ASS ja on sobiva keevitatavusega ning mida kasutatakse tööstuslikes rakendustes, näiteks merevee soojusvahetites ja keemiatööstuses.konteiner 13 kõrge kloriidide kontsentratsiooniga keskkondade jaoks.
Kaasaegses tehnoloogia arengus mängib keevitatud tootmine üliolulist rolli.Tavaliselt ühendatakse DSS-i konstruktsioonielemendid gaaskaitsega kaarkeevitusega või gaasvarjestatud kaarkeevitusega.Keevisõmblust mõjutab peamiselt keevitamiseks kasutatava elektroodi koostis.Keevituselektroodid koosnevad kahest osast: metallist ja räbustist.Enamasti kaetakse elektroodid räbustiga, metallide seguga, mis lagunemisel eraldavad gaase ja moodustavad kaitsva räbu, mis kaitseb keevisõmblust saastumise eest, suurendab kaare stabiilsust ja lisab keevitamise kvaliteedi parandamiseks legeerivat komponenti14 .Mõned keevituselektroodide metallid on malm, alumiinium, roostevaba teras, pehme teras, ülitugev teras, vask, messing ja pronks, samas kui tselluloos, rauapulber ja vesinik on mõned kasutatavad räbustimaterjalid.Mõnikord lisatakse räbusti segule ka naatriumi, titaani ja kaaliumi.
Mõned teadlased on püüdnud uurida elektroodide konfiguratsiooni mõju keevitatud teraskonstruktsioonide mehaanilisele ja korrosioonikindlusele.Singh et al.15 uuris räbusti koostise mõju sukelkaarkeevitusega keevitatud keevisõmbluste pikenemisele ja tõmbetugevusele.Tulemused näitavad, et CaF2 ja NiO on tõmbetugevuse peamised määrajad võrreldes FeMn olemasoluga.Chirag et al.16 uurisid SMAW ühendeid, muutes rutiili (TiO2) kontsentratsiooni elektroodide voo segus.Leiti, et mikrokõvaduse omadused suurenesid süsiniku ja räni protsendi ja migratsiooni suurenemise tõttu.Kumar [17] uuris teraslehtede sukelkaare keevitamiseks kasutatavate aglomeeritud räbustite projekteerimist ja väljatöötamist.Nwigbo ja Atuanya18 uurisid kaaliumirikaste naatriumsilikaatsideainete kasutamist kaarkeevitusvoogude tootmiseks ning leidsid keevisõmblused suure tõmbetugevusega 430 MPa ja vastuvõetava terastruktuuriga.Lothongkum et al.19 kasutasid potentsiokineetilist meetodit austeniidi mahuosa uurimiseks roostevaba dupleksterasest 28Cr–7Ni–O–0,34N õhuga küllastunud NaCl lahuses kontsentratsiooniga 3,5 massiprotsenti.pH tingimustes.ja 27°C.Nii dupleks- kui ka mikrodupleksroostevaba terasel on lämmastiku mõju korrosioonikäitumisele sama.Lämmastik ei mõjutanud korrosioonipotentsiaali ega kiirust pH 7 ja 10 juures, kuid korrosioonipotentsiaal pH 10 juures oli madalam kui pH 7 juures. Seevastu kõigil uuritud pH tasemetel hakkas lämmastikusisalduse suurenedes potentsiaal suurenema. .Lacerda et al.20 uuris dupleksroostevaba terase UNS S31803 ja UNS S32304 täppide moodustumist 3,5% NaCl lahuses, kasutades tsüklilist potentsiodünaamilist polarisatsiooni.3,5 massiprotsendilises NaCl lahuses leiti kahel uuritud terasplaadil täkkeid.UNS S31803 terasel on suurem korrosioonipotentsiaal (Ecorr), täppide tekitamise potentsiaal (Epit) ja polarisatsioonikindlus (Rp) kui UNS S32304 terasel.UNS S31803 terasel on suurem läbilaskvus kui UNS S32304 terasel.Jiangi jt uuringu kohaselt.[21] sisaldab dupleksroostevaba terase topeltfaasile (austeniit ja ferriitfaas) vastav taasaktiveerimispiik kuni 65% ferriidi koostisest ja ferriidi taasaktiveerimise voolutihedus suureneb kuumtöötlemisaja pikenedes.On hästi teada, et austeniit- ja ferriitfaasid avaldavad erinevatel elektrokeemilistel potentsiaalidel erinevaid elektrokeemilisi reaktsioone 21, 22, 23, 24.Abdo et al.25 kasutasid polarisatsioonispektroskoopia ja elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia potentsiodünaamilisi mõõtmisi, et uurida laserkeevitatud 2205 DSS-sulami elektrokeemiliselt indutseeritud korrosiooni tehislikus merevees (3,5% NaCl) erineva happesuse ja aluselisusega tingimustes.Katsetatud DSS-kehade avatud pindadel täheldati punktkorrosiooni.Nende leidude põhjal tehti kindlaks, et lahustuva keskkonna pH ja laengu ülekande protsessis tekkiva kile takistuse vahel on proportsionaalne seos, mis mõjutab otseselt täppide teket ja selle spetsifikatsiooni.Selle uuringu eesmärk oli mõista, kuidas äsja väljatöötatud keevituselektroodi koostis mõjutab keevitatud DSS 2205 mehaanilist ja kulumiskindlat terviklikkust 3,5% NaCl keskkonnas.
Elektroodide kattepreparaatides kasutatud räbusti mineraalid (koostisosad) olid kaltsiumkarbonaat (CaCO3) Obajana ringkonnast Kogi osariigist Nigeeriast, kaltsiumfluoriid (CaF2) Taraba osariigist Nigeeriast, ränidioksiid (SiO2), talgipulber (Mg3Si4O10(OH). ) )2) ja rutiil (TiO2) saadi firmast Jos, Nigeeria ja kaoliin (Al2(OH)4Si2O5) saadi Kankarast, Katsina osariigist, Nigeeriast.Sideainena kasutatakse kaaliumsilikaati, seda saadakse Indiast.
Nagu on näidatud tabelis 1, kaaluti koostisosade oksiidid sõltumatult digitaalse kaaluga.Seejärel segati seda kaaliumsilikaatsideainega (23 massiprotsenti) elektrisegistis (mudel: 641-048) firmalt Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) 30 minutit, et saada homogeenne pooltahke pasta.Märg segatud räbusti pressitakse brikettimismasinast silindrikujuliseks ja juhitakse ekstrudeerimiskambrisse rõhul 80–100 kg/cm2 ning traadi etteandekambrist 3,15 mm läbimõõduga roostevabast traadist ekstruuderisse.Räbustik juhitakse läbi düüsi/stantsisüsteemi ja süstitakse elektroodide väljapressimiseks ekstruuderisse.Katteteguriks saadi 1,70 mm, kus kattetegur on määratletud elektroodi läbimõõdu ja ahela läbimõõdu suhtena.Seejärel kuivatati kaetud elektroode õhu käes 24 tundi ja seejärel kaltsineeriti muhvelahjus (mudel PH-248-0571/5448) temperatuuril 150–250 °C (-\) 2 tundi.Voolu leeliselisuse arvutamiseks kasutage võrrandit.(1) 26;
Kompositsioonide E1 ja E2 vooproovide termiline stabiilsus määrati termogravimeetrilise analüüsi (TGA) abil.Analüüsimiseks laaditi TGA-sse ligikaudu 25,33 mg räbusti proov.Katsed viidi läbi inertses keskkonnas, mis saadi N2 pideva vooluga kiirusel 60 ml/min.Proovi kuumutati 30 °C-lt 1000 °C-ni kuumutuskiirusel 10 °C/min.Wang et al.27, Xu et al.28 ja Dagwa et al.29 mainitud meetodeid järgides hinnati proovide termilist lagunemist ja kaalukadu teatud temperatuuridel TGA graafikutelt.
Jootmiseks ette valmistada kaks 300 x 60 x 6 mm DSS-plaati.V-soon oli konstrueeritud 3 mm juurevahega, 2 mm juureauguga ja 60° soonenurgaga.Seejärel loputati plaati võimalike saasteainete eemaldamiseks atsetooniga.Keevitage plaadid varjestatud metallist kaarkeevitusseadmega (SMAW) alalisvooluelektroodi positiivse polaarsusega (DCEP), kasutades kaetud elektroode (E1 ja E2) ja võrdluselektroodi (C), mille läbimõõt on 3,15 mm.Keevitatud teraskehade töötlemiseks mehaaniliseks testimiseks ja korrosiooni iseloomustamiseks kasutati elektritühjendamist (EDM) (mudel: Excetek-V400).Tabelis 2 on toodud näidiskood ja kirjeldus ning tabelis 3 on toodud erinevad keevitamise tööparameetrid, mida kasutatakse DSS-plaadi keevitamiseks.Vastava soojussisendi arvutamiseks kasutatakse võrrandit (2).
Bruker Q8 MAGELLAN optilise emissioonispektromeetri (OES) lainepikkusega 110 kuni 800 nm ja SQL andmebaasi tarkvara abil määrati elektroodide E1, E2 ja C keevisliidete keemiline koostis, samuti mitteväärismetalli proovid.kasutab elektroodi ja testitava metalliproovi vahelist pilu Tekitab elektrienergiat sädeme kujul.Komponentide proov aurustatakse ja pihustatakse, millele järgneb aatomergastus, mis seejärel kiirgab konkreetse joonspektri31.Proovi kvalitatiivseks analüüsiks mõõdab fotokordisti toru iga elemendi jaoks spetsiaalse spektri olemasolu, samuti spektri intensiivsust.Seejärel kasutage võrrandit, et arvutada ekvivalentne punktresistentsuse arv (PREN).(3) Kroomi ja nikli ekvivalentide (Creq ja Nieq) arvutamiseks võrranditest kasutatakse suhet 32 ja WRC 1992 olekudiagrammi.(4) ja (5) on vastavalt 33 ja 34;
Pange tähele, et PREN võtab arvesse ainult kolme põhielemendi Cr, Mo ja N positiivset mõju, samas kui lämmastikufaktor x on vahemikus 16–30.Tavaliselt valitakse x loendist 16, 20 või 30. Roostevaba dupleksteraste uuringutes kasutatakse PREN35,36 väärtuste arvutamiseks kõige sagedamini vaheväärtust 20.
Erinevate elektroodide abil valmistatud keevisliiteid testiti tõmbetugevusega universaalse katsemasinaga (Instron 8800 UTM) deformatsioonikiirusel 0,5 mm/min vastavalt standardile ASTM E8-21.Tõmbetugevus (UTS), 0,2% nihkevoolavuspiir (YS) ja pikenemine arvutati ASTM E8-2137 järgi.
DSS 2205 keevisõmblused lihviti ja poleeriti enne kõvaduse analüüsi, kasutades erinevaid tera suurusi (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 ja 1200).Keevitatud katsekehad valmistati elektroodidega E1, E2 ja C. Kõvadust mõõdetakse kümne (10) punktiga keevisõmbluse keskpunktist kuni mitteväärismetallini intervalliga 1 mm.
Röntgendiffraktomeeter (D8 Discover, Bruker, Saksamaa), mis on konfigureeritud Bruker XRD Commander tarkvaraga andmete kogumiseks ja Fe-filtreeritud Cu-K-α kiirguse energiaga 8,04 keV, mis vastab lainepikkusele 1,5406 Å ja skaneerimiskiirusele 3 ° Skaneerimisvahemik (2θ) min-1 on 38 kuni 103° faasianalüüsi puhul DSS-keevisõmblustes E1, E2 ja C ja BM elektroodidega.Koostisfaaside indekseerimiseks kasutati Lutterotti39 kirjeldatud MAUD tarkvara abil Rietveldi täpsustamismeetodit.ASTM E1245-03 alusel viidi läbi Image J40 tarkvara abil elektroodide E1, E2 ja C keevisliidete mikroskoopiliste kujutiste kvantitatiivne metallograafiline analüüs.Ferriit-austeniitse faasi mahuosa arvutamise tulemused, nende keskmine väärtus ja hälve on toodud tabelis.5. Nagu on näidatud joonisel fig.Nagu on näidatud joonisel 6d, viidi proovide morfoloogia uurimiseks läbi optilise mikroskoopia (OM) analüüs elektroodidega E1 ja E2 elektroodidega PM ja keevisliidetele.Proovid poleeriti 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 ja 2000 teraga ränikarbiidi (SiC) liivapaberiga.Seejärel sööviti proove 10 sekundiks elektrolüütiliselt 10% oblikhappe vesilahuses toatemperatuuril pingel 5 V ja asetati morfoloogiliseks iseloomustamiseks LEICA DM 2500 M optilisele mikroskoobile.Proovi täiendav poleerimine viidi läbi, kasutades SEM-BSE analüüsiks 2500 grit ränikarbiidi (SiC) paberit.Lisaks uuriti keevisliidete mikrostruktuuri, kasutades ülikõrge eraldusvõimega väliemissiooni skaneerivat elektronmikroskoobi (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA), mis oli varustatud EMF-iga.20 × 10 × 6 mm proovi jahvatati erinevate SiC liivapaberitega, mille suurus oli vahemikus 120 kuni 2500. Proove söövitati elektrolüütiliselt 40 g NaOH-s ja 100 ml destilleeritud vees pingel 5 V 15 sekundit ning seejärel monteeritud SEM-kambris asuvale proovihoidikule proovide analüüsimiseks pärast kambri lämmastikuga läbipuhumist.Kuumutatud volframniidi poolt tekitatud elektronkiir tekitab proovile võre, et tekitada kujutisi erinevatel suurendustel ning EMF-i tulemused on saadud Roche jt meetoditega.41 ja Mokobi 42 .
E1, E2 ja C elektroodidega keevitatud DSS 2205 plaatide lagunemispotentsiaali hindamiseks 3,5% NaCl keskkonnas kasutati elektrokeemilise potentsiodünaamilise polarisatsiooni meetodit vastavalt standarditele ASTM G59-9743 ja ASTM G5-1444.Elektrokeemilised testid viidi läbi arvutiga juhitava Potentiostat-Galvanostat/ZRA aparaadiga (mudel: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Elektrokeemiline testimine viidi läbi kolme elektroodiga katseseadeldisega: DSS 2205 tööelektroodina, küllastunud kalomelelektrood (SCE) võrdluselektroodina ja grafiidist varras vastuelektroodina.Mõõtmised viidi läbi elektrokeemilise raku abil, milles lahuse toimealaks oli tööelektroodi pindala 0,78 cm2.Mõõtmised viidi läbi -1,0 V kuni +1,6 V potentsiaalide vahel eelstabiliseeritud OCP-ga (OCP suhtes) skaneerimiskiirusel 1,0 mV/s.
Elektrokeemilised punktide moodustumise kriitilise temperatuuri testid viidi läbi 3,5% NaCl lahuses, et hinnata E1, E2 ja C elektroodidega tehtud keevisõmbluste takistust.selgelt punktide tekkepotentsiaali kohta PB-s (passiivse ja transpassiivse piirkonna vahel) ning keevitatud proovid E1, E2, elektroodidega C. Seetõttu tehakse keevitustarvikute punktide tekkepotentsiaali täpseks määramiseks CPT mõõtmised.CPT testimine viidi läbi vastavalt roostevabast terasest duplekskeevitusaruannetele45 ja ASTM G150-1846.Igast keevitatavast terasest (S-110A, E1-110A, E2-90A) lõigati proovid pindalaga 1 cm2, sealhulgas alus-, keevis- ja HAZ-tsoonid.Proovid poleeriti, kasutades liivapaberit ja 1 µm alumiiniumoksiidi pulbri suspensiooni vastavalt standardsetele metallograafiliste proovide ettevalmistamise protseduuridele.Pärast poleerimist puhastati proove ultraheliga atsetoonis 2 minutit.CPT katsekambrisse lisati 3,5% NaCl testlahus ja algtemperatuur reguleeriti termostaadi (Neslab RTE-111) abil 25 °C-ni.Pärast esialgse katsetemperatuuri 25 °C saavutamist puhuti Ar gaasi 15 minutit, seejärel pandi proovid kambrisse ja mõõdeti OCF-i 15 minutit.Seejärel proov polariseeriti, rakendades 0,3 V pinget algtemperatuuril 25 °C ja voolu mõõdeti 10 min45.Alustage lahuse kuumutamist kiirusega 1 °C/min kuni 50 °C.Katselahuse kuumutamise ajal kasutatakse temperatuuriandurit lahuse temperatuuri pidevaks jälgimiseks ning aja ja temperatuuri andmete salvestamiseks ning potentsiostaati/galvanostaati voolu mõõtmiseks.Vastuelektroodina kasutati grafiitelektroodi ja kõiki potentsiaale mõõdeti Ag / AgCl võrdluselektroodi suhtes.Kogu katse ajal viidi läbi argooni puhastamine.
Joonisel fig.1 on näidatud leeliseliste (E1) ja happeliste (E2) elektroodide valmistamiseks kasutatavate vookomponentide F1 ja F2 koostis (massiprotsentides).Voolu aluselisusindeksit kasutatakse keevisliidete mehaaniliste ja metallurgiliste omaduste ennustamiseks.F1 on E1 elektroodide katmiseks kasutatav voo komponent, mida nimetatakse leeliseliseks vooluks, kuna selle põhiindeks on > 1,2 (st 2,40), ja F2 on voog, mida kasutatakse E2 elektroodide katmiseks, mida nimetatakse selle aluselisuse tõttu happevooluks. indeks < 0,9 (st 2,40).0,40).On selge, et aluseliste räbustitega kaetud elektroodidel on enamikul juhtudel paremad mehaanilised omadused kui happeliste räbustitega kaetud elektroodidel.See omadus on funktsioon aluselise oksiidi domineerimisest elektroodi E1 voo koostissüsteemis.Vastupidi, E2 elektroodidega keevitatud liitekohtades täheldatav räbu eemaldamine (eraldatavus) ja vähene pritsmed on iseloomulikud suure rutiilisisaldusega happelise voolukattega elektroodidele.See tähelepanek on kooskõlas Gill47 järeldustega, et rutiili sisalduse mõju räbu eralduvusele ja happevooga kaetud elektroodide madal pritsmed aitavad kaasa räbu kiirele külmumisele.Elektroodide E1 ja E2 katmiseks kasutatud räbustisüsteemis olevat kaoliini kasutati määrdeainena ning talgipulber parandas elektroodide ekstrudeeritavust.Räbustisüsteemides kasutatavad kaaliumsilikaatsideained aitavad kaasa paremale kaare süttimisele ja jõudluse stabiilsusele ning parandavad lisaks nakkuvusomadustele räbu eraldamist keevitatud toodetes.Kuna CaCO3 on räbustikus võrgumurdja (räbupurustaja) ja kipub keevitamisel tekitama palju suitsu termilise lagunemise tõttu CaO-ks ja umbes 44% CO2-ks, aitab TiO2 (võrguehitaja/räbu moodustajana) selle kogust vähendada. suitsu keevitamise ajal.keevitamiseks ja seega parandada räbu eralduvust, nagu soovitasid Jing et al.48.Fluoriräbusti (CaF2) on keemiliselt agressiivne räbusti, mis parandab jootepuhtust.Jastrzębska jt.49 teatas selle räbusti koostise fluoriidi koostise mõjust keevisõmbluse puhtuse omadustele.Tavaliselt lisatakse räbusti keevisõmbluse alale, et parandada kaare stabiilsust, lisada legeerelemente, koguda räbu, suurendada tootlikkust ja parandada keevisvanni 50 kvaliteeti.
TGA-DTG kõverad, mis on näidatud joonistel fig.2a ja 2b näitavad kolmeastmelist kaalukaotust kuumutamisel temperatuurivahemikus 30–1000 °C lämmastikuatmosfääris.Tulemused joonistel fig 2a ja b näitavad, et aluselise ja happelise voo proovide puhul langeb TGA kõver otse alla, kuni see muutub lõpuks temperatuuriteljega paralleelseks, vastavalt umbes 866,49 °C ja 849,10 °C.Kaalulangus 1,30% ja 0,81% TGA kõverate alguses joonistel 2a ja 2b on tingitud voo komponentide poolt imendunud niiskusest, samuti pinnaniiskuse aurustumisest ja dehüdratsioonist.Peamise voo proovide peamised lagunemised teises ja kolmandas etapis joonisel fig.2a esines temperatuurivahemikus 619,45 °C–766,36 °C ja 766,36 °C–866,49 °C ning nende kaalukaotuse protsent oli 2,84 ja 9,48%., vastavalt.Kui joonisel fig 7b kujutatud happelise voo proovide puhul, mis olid temperatuurivahemikus 665,23 °C–745,37 °C ja 745,37 °C–849,10 °C, oli nende kaalukaotuse protsent vastavalt 0,81 ja 6,73%, mis oli tingitud termiline lagunemine.Kuna räbusti komponendid on anorgaanilised, piirduvad lenduvad ained räbusti seguga.Seetõttu on redutseerimine ja oksüdatsioon kohutavad.See on kooskõlas Baloguni jt 51, Kamli jt 52 ja Adeleke jt 53 tulemustega.Joonisel fig.2a ja 2b on vastavalt 13,26% ja 8,43%.Vooluproovide väiksem massikadu joonisel fig.2b on tingitud TiO2 ja SiO2 kõrgetest sulamistemperatuuridest (vastavalt 1843 ja 1710 °C), kuna räbusti moodustavad peamised oksiidid54,55, samas kui TiO2 ja SiO2 sulamistemperatuurid on madalamad.sulamistemperatuur Primaarne oksiid: CaCO3 (825 °C) joonisel fig.2a56.Neid primaarsete oksiidide sulamistemperatuuri muutusi räbusti segudes on hästi kirjeldanud Shi jt 54, Ringdalen jt 55 ja Du jt 56.Vaadeldes pidevat kaalukaotust joonistel 2a ja 2b, võib järeldada, et E1 ja E2 elektroodkatetes kasutatud vooproovid lagunevad ühes etapis, nagu soovitas Brown57.Protsessi temperatuurivahemikku saab näha joonisel fig.2a ja b.Kuna TGA kõver ei suuda täpselt kirjeldada konkreetset temperatuuri, mille juures voosüsteemis toimub faasimuutus ja kristalliseerumine, kasutatakse TGA derivaati iga nähtuse (faasimuutuse) täpse temperatuuriväärtuse määramiseks endotermilise piigina voosüsteemi ettevalmistamiseks.
TGA-DTG kõverad, mis näitavad (a) leeliselise voo termilist lagunemist E1 elektroodide katmisel ja (b) happelist voogu E2 elektroodide katmisel.
Tabelis 4 on toodud DSS 2205 mitteväärismetalli ja E1, E2 ja C elektroodide abil tehtud keevisõmbluste spektrofotomeetrilise analüüsi ja SEM-EDS analüüsi tulemused.E1 ja E2 näitasid, et kroomi (Cr) sisaldus langes järsult 18,94 ja 17,04%ni ning molübdeeni (Mo) sisaldus oli vastavalt 0,06 ja 0,08%.elektroodidega E1 ja E2 keevisõmbluste väärtused on madalamad.See on veidi kooskõlas SEM-EDS analüüsi ferriit-austeniitse faasi arvutatud PREN väärtusega.Seetõttu on näha, et punktide eemaldamine algab madalate PREN-väärtustega etapis (keevisõmblused E1 ja E2), põhimõtteliselt nagu on kirjeldatud tabelis 4. See näitab sulami ammendumist ja võimalikku sadestumist keevisõmbluses.Seejärel on tabelis 4 näidatud Cr ja Mo legeerivate elementide sisalduse vähenemine elektroodide E1 ja E2 abil valmistatud keevisõmblustes ning nende madalad täppide ekvivalentväärtused (PREN), mis tekitab probleeme agressiivses keskkonnas vastupidavuse säilitamisel, eriti kloriidi keskkonnas.- sisaldav keskkond.Suhteliselt kõrge nikli (Ni) sisaldus 11,14% ja mangaanisisalduse lubatud piir E1 ja E2 elektroodide keevisliidetes võisid positiivselt mõjutada merevett simuleerivates tingimustes kasutatavate keevisõmbluste mehaanilisi omadusi (joon. 3). ).valmistati Yuani ja Oy58 ning Jingi jt48 töö põhjal kõrge nikli- ja mangaanisisaldusega koostiste mõju kohta DSS-keevitatud konstruktsioonide mehaaniliste omaduste parandamisele rasketes töötingimustes.
Tõmbekatse tulemused (a) UTS ja 0,2% sag YS ja (b) ühtlane ja täispikenemine ja nende standardhälbed.
Alusmaterjali (BM) ja väljatöötatud elektroodidest (E1 ja E2) valmistatud keevisliidete ning kaubanduslikult saadava elektroodi (C) tugevusomadusi hinnati kahel erineval keevitusvoolul 90 A ja 110 A. 3(a) ja (b) näitavad UTS, YS 0,2% nihkega koos nende pikenemise ja standardhälbe andmetega.Joonistelt fig.3a on näidatud proovi nr optimaalsed väärtused.1 (BM), näidis nr.3 (keevisõmblus E1), näidis nr.5 (keevisõmblus E2) ja näidis nr.6 (keevisõmblused C-ga) on vastavalt 878 ja 616 MPa, 732 ja 497 MPa, 687 ja 461 MPa ning 769 ja 549 MPa ning nende vastavad standardhälbed.Jooniselt fig.110 A) on proovid vastavalt numbritega 1, 2, 3, 6 ja 7, mille minimaalsed soovitatavad tõmbeomadused on üle 450 MPa tõmbekatses ja 620 MPa tõmbekatses, mille Grocki soovitas32.Keevituskehade pikenemine elektroodidega E1, E2 ja C, mida esindavad näidised nr 2, nr 3, nr 4, nr 5, nr 6 ja nr 7, keevitusvoolude 90 A ja 110 A juures, peegeldab vastavalt plastilisust ja ausust.seoses mitteväärismetallidega.Väiksem pikenemine oli seletatav võimalike keevitusdefektide või elektroodi voo koostisega (joonis 3b).Sellest võib järeldada, et BM dupleksroostevaba teras ja E1, E2 ja C elektroodidega keevisliited üldiselt omavad oluliselt kõrgemaid tõmbeomadusi nende suhteliselt suure niklisisalduse tõttu (tabel 4), kuid seda omadust täheldati keevisliidete puhul.Vähem efektiivne E2 saadakse räbusti happelisest koostisest.Gunn59 demonstreeris niklisulamite mõju keevisliidete mehaaniliste omaduste parandamisele ning faasitasakaalu ja elementide jaotuse kontrollimisele.See kinnitab taas tõsiasja, et aluselistest räbustikompositsioonidest valmistatud elektroodidel on paremad mehaanilised omadused kui happelistest räbusegudest valmistatud elektroodidel, nagu soovitasid Bang et al.60.Seega on oluliselt panustatud olemasolevatesse teadmistesse uue kaetud elektroodi (E1) heade tõmbeomadustega keevisliite omaduste kohta.
Joonisel fig.Joonistel 4a ja 4b on kujutatud elektroodide E1, E2 ja C keevisliidete eksperimentaalsete proovide Vickersi mikrokõvaduse karakteristikud. 4a on näidatud kõvaduse tulemused, mis on saadud proovi ühest suunast (WZ-st BM-i) ja joonisel fig.4b on näidatud proovi mõlemal küljel saadud kõvaduse tulemused.Näidiste nr 2, 3, 4 ja 5, mis on elektroodidega E1 ja E2 keevisliited, keevitamisel saadud kõvaduse väärtused võivad olla tingitud jämedateralisest struktuurist keevitustsüklites tahkumisel.Kõikide proovide nr 2-7 (vt näidiskoodid tabelis 2) nii jämedateralises HAZ-is kui ka peeneteralises HAZ-is täheldati kõvaduse järsku suurenemist, mis on seletatav võimaliku muutusega jämedateralises HAZ-is. kroom-keevisõmbluse proovide tulemusena on keevisõmblus rohkesti emissioone (Cr23C6) .Võrreldes teiste keevitusnäidistega 2, 3, 4 ja 5, on näidiste nr 6 ja 7 keevisliidete kõvaduse väärtused joonistel fig.4a ja 4b (tabel 2).Vastavalt Mohammedi jt.61 ning Nowacki ja Lukoje62 andmetele võib selle põhjuseks olla kõrge ferriidi δ väärtus ja indutseeritud jääkpinged keevisõmbluses, samuti legeerivate elementide, nagu Mo ja Cr, ammendumine keevisõmbluses.Kõigi kaalutud eksperimentaalsete proovide kõvadusväärtused BM-i piirkonnas näivad olevat järjepidevad.Keevitatud katsekehade kõvadusanalüüsi tulemuste suundumus on kooskõlas teiste teadlaste järeldustega61,63,64.
DSS-katsekehade keevisliidete kõvaduse väärtused (a) keeviskeeviste poollõik ja (b) keevisliidete täislõik.
Saadi E1, E2 ja C elektroodidega keevitatud DSS 2205 erinevad faasid ja difraktsiooninurga 2\(\theta\) XRD spektrid on näidatud joonisel 5. Austeniidi piigid (\(\gamma\) ) ja ferriidi (\(\alpha\)) faasid tuvastati difraktsiooninurkade 43° ja 44° juures, mis kinnitab veenvalt, et keevisõmbluse koostis on kahefaasiline 65 roostevaba teras.et DSS BM näitab ainult austeniitset (\(\gamma\)) ja ferriiti (\(\alpha\)) faase, mis kinnitab joonistel 1 ja 2 toodud mikrostruktuurilisi tulemusi. 6c, 7c ja 9c.DSS BM-ga täheldatud ferriitne faas (\(\alpha\)) ja kõrge tipp elektroodi C keevisõmbluses näitavad selle korrosioonikindlust, kuna selle faasi eesmärk on suurendada terase korrosioonikindlust, nagu on teinud Davison ja Redmond66. , ferriidi stabiliseerivate elementide, nagu Cr ja Mo, olemasolu stabiliseerib tõhusalt materjali passiivset kilet kloriidi sisaldavas keskkonnas.Tabelis 5 on näidatud ferriit-austeniitfaas kvantitatiivse metallograafia abil.Ferriit-austeniitse faasi mahuosa suhe elektroodi C keevisliidetes saavutatakse ligikaudu (≈1:1).E1 ja E2 elektroode kasutavate keevisõmbluste madala ferriidi (\(\alpha\)) faasikoostis ruumalafraktsiooni tulemustes (tabel 5) viitab võimalikule tundlikkusele söövitava keskkonna suhtes, mida kinnitas elektrokeemiline analüüs.kinnitatud (joonis 10a, b)), kuna ferriidifaas tagab suure tugevuse ja kaitse kloriidi poolt põhjustatud pingekorrosioonipragude eest.Seda kinnitavad veelgi elektroodide E1 ja E2 keevisõmblustes täheldatud madalad kõvaduse väärtused joonisel fig.4a,b, mis on põhjustatud ferriidi vähesest osakaalust teraskonstruktsioonis (tabel 5).Tasakaalustamata austeniitse (\(\gamma\)) ja ferriitse (\(\alpha\)) faasi olemasolu E2 elektroode kasutavates keevisliidetes näitab terase tegelikku haavatavust ühtlase korrosioonirünnaku suhtes.Vastupidi, E1 ja C elektroodidega keevisliidete kahefaasiliste teraste XPA spektrid koos BM tulemustega näitavad tavaliselt austeniitsete ja ferriitsete stabiliseerivate elementide olemasolu, mis muudab materjali kasulikuks ehituses ja naftakeemiatööstuses. , sest väitsid Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant ja teised67.
Erineva keevisgeomeetriaga E1 elektroodide keevisliidete optilised mikropildid: (a) HAZ, mis näitab sulamisjoont, (b) HAZ, mis näitab sulamisjoont suurema suurendusega, (c) BM ferriit-austeniitse faasi jaoks, (d) keevise geomeetria , ( e) näitab lähedast üleminekutsooni, (f) HAZ näitab ferriit-austeniitset faasi suurema suurendusega, (g) Keevisvöönd näitab ferriit-austeniitset faasi Tõmbefaas.
Optilised mikropildid E2 elektroodide keevisõmblustest erinevate keevisõmbluste geomeetriatega: (a) HAZ, mis näitab sulamisjoont, (b) HAZ, mis näitab sulamisjoont suurema suurendusega, (c) BM ferriit-austeniitse massifaasi jaoks, (d) keevise geomeetria, (e) ) näitab läheduses olevat üleminekutsooni, (f) HAZ näitab ferriit-austeniitset faasi suurema suurendusega, (g) keevitustsoon näitab ferriit-austeniitset faasi.
Joonistel 6a–c ja näiteks on näidatud E1-elektroodiga keevitatud DSS-liidete metallograafiline struktuur erinevatel keevitusgeomeetriatel (joonis 6d), mis näitab, kus optilised mikropildid tehti erinevate suurendustega.Joonisel fig.6a, b, f – keevisliidete üleminekutsoonid, mis näitavad ferriit-austeniidi faasitasakaalu struktuuri.Joonistel 7a-c ja näiteks on näidatud ka E2-elektroodiga keevitatud DSS-ühenduse OM erinevatel keevitusgeomeetriatel (joonis 7d), mis kujutab OM-analüüsi punkte erinevatel suurendustel.Joonisel fig.7a,b,f kujutavad keevisliite üleminekutsooni ferriit-austeniitses tasakaalus.OM keevitustsoonis (WZ) on näidatud joonisel fig.1 ja fig.2. Keevisõmblused elektroodidele E1 ja E2 vastavalt 6g ja 7g.OM on BM on näidatud joonistel 1 ja 2. Joonisel fig.6c, e ja 7c, e näitavad vastavalt elektroodidega E1 ja E2 keevisliidet.Hele ala on austeniidi faas ja tumemust ala on ferriidi faas.Faasitasakaalu termomõjutsoonis (HAZ) termotuumasünteesi joone lähedal näitas Cr2N sademete moodustumist, nagu on näidatud SEM-BSE mikrograafidel joonistel fig.8a,b ja kinnitatud joonisel fig.9a,b.Cr2N olemasolu, mida täheldati joonistel fig.8a,b ja mida kinnitavad SEM-EMF punktide analüüs ja keevitatud detailide EMF-joondiagrammid (joonis 9a-b), on tingitud keevitussoojuse kõrgemast temperatuurist.Tsirkulatsioon kiirendab kroomi ja lämmastiku sissetoomist, kuna keevisõmbluse kõrge temperatuur suurendab lämmastiku difusioonikoefitsienti.Need tulemused toetavad Ramirez jt 68 ja Herenyu jt 69 uuringuid, mis näitavad, et sõltumata lämmastikusisaldusest ladestub Cr2N tavaliselt ferriidi teradele, terade piiridele ja α/\(\gamma\) piiridele, nagu soovitab ka teised uurijad.70,71.
a) E2-ga keevisliidese SEM-EMF punktanalüüs (1, 2 ja 3);
Tüüpiliste proovide pinnamorfoloogia ja neile vastavad EMF-id on näidatud joonistel fig.10a–c.Joonisel fig.Joonistel 10a ja 10b on kujutatud SEM-mikrograafid ja nende EMF-spektrid keevisliidetest, kasutades keevitustsoonis vastavalt elektroode E1 ja E2, ning joonisel fig.Joonisel 10c on kujutatud austeniidi (\(\gamma\)) ja ferriidi (\(\alpha\)) faase sisaldavate OM-i SEM-mikrograafid ja EMF-spektrid ilma sademeteta.Nagu on näidatud joonisel fig 10a kujutatud EDS-spektris, annab Cr (21,69 massiprotsenti) ja Mo (2,65 massiprotsenti) protsent Ni-ga võrreldes 6,25 massiprotsenti ferriidi-austeniitse faasi vastava tasakaalu.Kroomi (15,97 massiprotsenti) ja molübdeeni (1,06 massiprotsenti) sisalduse suure vähenemisega mikrostruktuur võrreldes suure niklisisaldusega (10,08 massiprotsenti) elektroodi E2 keevisühenduse mikrostruktuuris, mis on näidatud joonisel joon.1. Võrdle.EMF spekter 10b.Peeneteralise austeniitse struktuuriga nõelakujuline kuju, mida on näha joonisel fig.10b kinnitab ferritiseerivate elementide (Cr ja Mo) võimalikku ammendumist keevisõmbluses ning kroomnitriidi (Cr2N) – austeniitse faasi – sadestumist.Sademete osakeste jaotus DSS-keevisliidete austeniitse (\(\gamma\)) ja ferriitse (\(\alpha\)) faasi piiridel kinnitab seda väidet72,73,74.Selle tulemuseks on ka selle halb korrosioonikindlus, kuna Cr peetakse peamiseks elemendiks passiivse kile moodustamisel, mis parandab terase kohalikku korrosioonikindlust59,75, nagu on näidatud joonisel 10b.On näha, et BM SEM-mikrograafil joonisel 10c näitab tugevat tera rafineeritust, kuna selle EDS-spektri tulemused näitavad Cr (23,32 massiprotsenti), Mo (3,33 massiprotsenti) ja Ni (6,32 massiprotsenti).%) head keemilised omadused.%) olulise legeeriva elemendina DSS76 struktuuri ferriit-austeniitse faasi tasakaalulise mikrostruktuuri kontrollimisel.E1-elektroodi keevisliidete kompositsioonilise EMF-spektroskoopilise analüüsi tulemused õigustavad selle kasutamist ehituses ja kergelt agressiivses keskkonnas, kuna mikrostruktuuris olevad austeniidimoodustajad ja ferriidistabilisaatorid vastavad keevisliidete standardile DSS AISI 220541.72, 77.
Keevisliidete SEM-mikropildid, kus (a) keevitustsooni elektroodil E1 on EMF-spekter, (b) keevitustsooni elektroodil E2 on EMF-spekter, (c) OM-l on EMF-spekter.
Praktikas on täheldatud, et DSS-keevisõmblused tahkuvad täielikult ferriitses (F-režiimis) režiimis, kusjuures austeniidi tuumad tuumastuvad allapoole ferriitse solvusi temperatuuri, mis sõltub peamiselt kroomi ja nikli ekvivalendi suhtest (Creq/Nieq) (> 1,95 moodustab režiimi F) Mõned teadlased on märganud terase seda efekti, mis on tingitud Cr ja Mo tugevast hajutamisvõimest ferriiti moodustavate elementidena ferriidifaasis8078,79.On selge, et DSS 2205 BM sisaldab suures koguses Cr ja Mo (näitab kõrgemat Creq), kuid selle Ni sisaldus on väiksem kui E1, E2 ja C elektroodidega keevisõmbluses, mis aitab kaasa kõrgemale Creq/Nieq suhtele.See on ilmne ka praeguses uuringus, nagu on näidatud tabelis 4, kus Creq/Nieq suhe määrati DSS 2205 BM puhul üle 1,95.On näha, et keevisõmblused elektroodidega E1, E2 ja C kõvenevad vastavalt austeniit-ferriitrežiimis (AF-režiim), austeniit-režiimis (A-režiim) ja ferriit-austeniitrežiimis, kuna mahtrežiimi (FA-režiim) on suurem. .), nagu on näidatud tabelis 4, on Ni, Cr ja Mo sisaldus keevisõmbluses väiksem, mis näitab, et Creq/Nieq suhe on madalam kui BM.E2 elektroodide keevisõmbluste primaarsel ferriidil oli vermikulaarne ferriidi morfoloogia ja määratud Creq/Nieq suhe oli 1,20, nagu on kirjeldatud tabelis 4.
Joonisel fig.Joonisel 11a on kujutatud AISI DSS 2205 teraskonstruktsiooni avatud ahela potentsiaali (OCP) ja aja sõltuvust 3,5% NaCl lahuses.On näha, et ORP kõver nihkub positiivsema potentsiaali poole, mis näitab passiivse kile tekkimist metalliproovi pinnale, potentsiaali langus viitab üldisele korrosioonile ja aja jooksul peaaegu konstantne potentsiaal näitab kihi moodustumist. passiivne film aja jooksul., Proovi pind on stabiilne ja sellel on kleepuv 77. Kõverad kujutavad katsealuseid stabiilsetes tingimustes kõigi proovide jaoks 3,5% NaCl lahust sisaldavas elektrolüüdis, välja arvatud proov 7 (keevisliide C-elektroodiga), mis näitab vähest ebastabiilsust.Seda ebastabiilsust võib võrrelda kloriidioonide (Cl-) olemasoluga lahuses, mis võib korrosioonireaktsiooni oluliselt kiirendada, suurendades seeläbi korrosiooniastet.Vaatlused OCP-skaneerimise ajal ilma rakendatud potentsiaalita näitasid, et Cl reaktsioonis võib mõjutada proovide vastupidavust ja termodünaamilist stabiilsust agressiivses keskkonnas.Ma et al.81 ja Lotho et al.5 kinnitas väidet, et Cl- mängib rolli passiivsete kilede lagunemise kiirendamisel substraatidel, aidates sellega kaasa edasisele kulumisele.
Uuritud proovide elektrokeemiline analüüs: (a) RSD kujunemine sõltuvalt ajast ja (b) proovide potentsiodünaamiline polarisatsioon 3,5% NaCl lahuses.
Joonisel fig.11b on esitatud elektroodide E1, E2 ja C keevisliidete potentsiodünaamiliste polarisatsioonikõverate (PPC) võrdlev analüüs 3,5% NaCl lahuse mõjul.PPC-s ja 3,5% NaCl lahuses keevitatud BM-proovid näitasid passiivset käitumist.Tabelis 5 on näidatud PPC kõveratest saadud proovide elektrokeemilised analüüsiparameetrid, nagu Ecorr (korrosioonipotentsiaal) ja Epit (punktkorrosioonipotentsiaal) ning nendega seotud kõrvalekalded.Võrreldes teiste elektroodidega E1 ja E2 keevitatud proovidega nr 2 ja nr 5, näitasid proovid nr 1 ja nr 7 (BM ja keevisliited elektroodiga C) NaCl lahuses suurt punktkorrosiooni potentsiaali (joonis 11b). ).Esimese kõrgemad passiveerivad omadused võrreldes teisega tulenevad terase mikrostruktuurilise koostise tasakaalust (austeniit- ja ferriitfaasid) ning legeerelementide kontsentratsioonist.Ferriidi ja austeniitse faaside olemasolu tõttu mikrostruktuuris on Resendea et al.82 toetas DSS-i passiivset käitumist agressiivses meedias.E1 ja E2 elektroodidega keevitatud proovide madalat jõudlust võib seostada peamiste legeerivate elementide, nagu Cr ja Mo, ammendumisega keevitustsoonis (WZ), kuna need stabiliseerivad ferriidifaasi (Cr ja Mo), toimivad passivaatorid Oksüdeeritud teraste austeniitses faasis sulamid.Nende elementide mõju punktresistentsusele on austeniitses faasis suurem kui ferriitses faasis.Sel põhjusel passiveerub ferriitfaas kiiremini kui polarisatsioonikõvera esimese passivatsioonipiirkonnaga seotud austeniitfaas.Need elemendid mõjutavad oluliselt DSS-i punktide moodustumise takistust, kuna neil on austeniitses faasis suurem takistus võrreldes ferriitfaasiga.Seetõttu on ferriidifaasi kiire passiivsus 81% kõrgem kui austeniidi faasil.Kuigi Cl-in lahusel on tugev negatiivne mõju teraskile passiveerimisvõimele83.Järelikult väheneb proovi passiveeriva kile stabiilsus oluliselt84.Tabelist.6 näitab ka, et E1 elektroodiga keevisliidete korrosioonipotentsiaal (Ecorr) on lahuses mõnevõrra vähem stabiilne võrreldes E2 elektroodiga keevisliidetega.Seda kinnitavad ka keevisõmbluste madalad kõvaduse väärtused, kasutades elektroode E1 ja E2 joonisel fig.4a,b, mis on tingitud madalast ferriidi sisaldusest (tabel 5) ning madalast kroomi ja molübdeeni sisaldusest (tabel 4) teraskonstruktsioonis, mis on valmistatud.Sellest võib järeldada, et teraste korrosioonikindlus simuleeritud merekeskkonnas suureneb keevitusvoolu vähenedes ja väheneb madala Cr ja Mo sisalduse ning madala ferriidisisalduse korral.See väide on kooskõlas Salim jt uuringuga85, mis käsitleb keevitusparameetrite, näiteks keevitusvoolu mõju keevitatud teraste korrosioonikindlusele.Kuna kloriid tungib läbi terase erinevate vahenditega, nagu kapillaarneeldumine ja difusioon, tekivad ebaühtlase kuju ja sügavusega süvendid (punktkorrosioon).Mehhanism on oluliselt erinev kõrgema pH-ga lahustes, kus ümbritsevad (OH-) rühmad tõmmatakse lihtsalt terase pinnale, stabiliseerides passiivset kilet ja pakkudes täiendavat kaitset terase pinnale25,86.Proovide nr 1 ja nr 7 parim korrosioonikindlus tuleneb peamiselt suures koguses δ-ferriidi (tabel 5) ning suures koguses Cr ja Mo (tabel 4) sisaldusest teraskonstruktsioonis, kuna Punktkorrosiooni tase esineb peamiselt DSS-meetodil keevitatud terases, detailide austeniitse faasi struktuuris.Seega mängib sulami keemiline koostis keevisliite korrosioonikindluses määravat rolli87,88.Lisaks täheldati, et selles uuringus E1 ja C elektroodidega keevitatud proovid näitasid madalamaid Ecorr väärtusi PPC kõverate põhjal kui need, mis keevitati E2 elektroodiga OCP kõveratest (tabel 5).Seetõttu algab anoodipiirkond madalama potentsiaaliga.See muutus on peamiselt tingitud proovi pinnale moodustunud passiveerimiskihi osalisest stabiliseerumisest ja katoodpolarisatsioonist, mis toimub enne OCP89 täieliku stabiliseerumise saavutamist.Joonisel fig.12a ja b näitavad katseliselt korrodeerunud proovide 3D-optilisi profiilikujutisi erinevates keevitustingimustes.On näha, et katsekehade punktkorrosiooni suurus suureneb koos madalama punktkorrosiooni potentsiaaliga, mille tekitab kõrge keevitusvool 110 A (joonis 12b), mis on võrreldav punktkorrosiooni suurusega, mis saadakse keevisõmbluste puhul, mille keevitusvoolu suhe on väiksem. 90 A. (joonis 12a).See kinnitab Mohammed90 väidet, et proovi pinnale moodustuvad libisemisribad, et hävitada pinna passiveerimiskile, eksponeerides substraadile 3,5% NaCl lahus, nii et kloriid hakkab ründama, põhjustades materjali lahustumist.
SEM-EDS analüüs tabelis 4 näitab, et iga austeniitse faasi PREN väärtused on kõigis keevisõmblustes ja BM-is kõrgemad kui ferriidi omad.Punktide tekkimine ferriidi/austeniidi piirpinnal kiirendab passiivse materjali kihi hävimist nendes piirkondades esinevate elementide ebahomogeensuse ja segregatsiooni tõttu91.Erinevalt austeniitsest faasist, kus punktide moodustumise takistuse ekvivalendi (PRE) väärtus on kõrgem, on ferriitfaasis täppide initsiatsioon tingitud madalamast PRE väärtusest (tabel 4).Austeniidi faas näib sisaldavat märkimisväärses koguses austeniidi stabilisaatorit (lämmastiku lahustuvus), mis tagab selle elemendi suurema kontsentratsiooni ja seega ka suurema vastupidavuse täppide tekkele92.
Joonisel fig.Joonisel 13 on kujutatud E1, E2 ja C keevisõmbluste kriitilised punktide temperatuuri kõverad.Arvestades, et voolutihedus tõusis ASTM-i katse ajal täppide tõttu 100 µA/cm2-ni, on selge, et @110A keevisõmblus E1-ga näitas minimaalset punktide tekke kriitilist temperatuuri 27,5 °C, millele järgnes E2 @ 90A jootmisel CPT 40 °C ja C@110A puhul on kõrgeim CPT 41 °C.Vaadeldud tulemused on hästi kooskõlas polarisatsioonitestide vaadeldud tulemustega.
Dupleksroostevabast terasest keevisõmbluste mehaanilisi omadusi ja korrosioonikäitumist uuriti uute E1 ja E2 elektroodide abil.SMAW-protsessis kasutatud leeliseline elektrood (E1) ja happeline elektrood (E2) kaeti edukalt räbustikompositsiooniga, mille üldine katvussuhe oli vastavalt 1,7 mm ja leeliseline indeks vastavalt 2,40 ja 0,40.Hinnatud on inertses keskkonnas TGA-ga valmistatud räbustite termilist stabiilsust.Kõrge TiO2 sisaldus (%) räbustimaatriksis parandas happelise räbustiga (E2) kaetud elektroodide keevisõmbluste räbu eemaldamist võrreldes aluselise räbustiga (E1) kaetud elektroodidega.Kuigi kahel kaetud elektroodil (E1 ja E2) on hea kaarekäivitusvõime.Keevitustingimused, eriti soojussisend, keevitusvool ja kiirus, mängivad DSS 2205 keevisõmbluste austeniidi/ferriidi faasitasakaalu ja keevisõmbluse suurepäraste mehaaniliste omaduste saavutamisel otsustavat rolli.E1 elektroodiga keevitatud liitekohad näitasid suurepäraseid tõmbeomadusi (nihkejõud 0,2% YS = 497 MPa ja UTS = 732 MPa), mis kinnitab, et aluseliste räbustiga kaetud elektroodidel on kõrge aluselisusindeks võrreldes happevooluga kaetud elektroodidega.Elektroodidel on paremad mehaanilised omadused madala leeliselisusega.On ilmne, et uue kattega (E1 ja E2) elektroodide keevisliidetes puudub ferriit-austeniitse faasi tasakaal, mis selgus keevisõmbluse OES ja SEM-EDS analüüsi abil ning kvantifitseeriti ruumala osaga keevisõmblus.Metallograafia kinnitas nende SEM-uuringut.mikrostruktuurid.Selle põhjuseks on peamiselt legeerivate elementide, nagu Cr ja Mo, ammendumine ning võimalik Cr2N eraldumine keevitamise ajal, mida kinnitab EDS-i joonskaneerimine.Seda toetavad ka madalad kõvaduse väärtused, mida täheldati E1 ja E2 elektroodidega keevisõmblustes, kuna teraskonstruktsioonis on ferriidi ja legeerelementide väike osakaal.E1 elektroodi kasutavate keevisõmbluste korrosioonipotentsiaal (Ecorr) osutus lahuse korrosioonile veidi vähem vastupidavaks kui E2 elektroodi kasutanud keevisõmblused.See kinnitab äsja väljatöötatud elektroodide tõhusust keevisõmblustes, mida testiti 3,5% NaCl keskkonnas ilma räbustisulami koostiseta.Võib järeldada, et korrosioonikindlus simuleeritud merekeskkonnas suureneb keevitusvoolu vähenedes.Seega oli karbiidide ja nitriidide sadestumine ning sellele järgnenud keevisliidete korrosioonikindluse vähenemine E1 ja E2 elektroode kasutades seletatav keevitusvoolu suurenemisega, mis tõi kaasa kaheotstarbeliste teraste keevisliidete faasitasakaalu tasakaalustamatuse.
Soovi korral esitab selle uuringu andmed vastav autor.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. ja Liimatainen J. Pulbermetallurgia kuumisostaatpressimise teel tööstuslikul kuumtöötlemisel moodustunud superdupleksse roostevaba terase mikrostruktuur.Metallist.alma mater.transs.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. ja Kitagawa Y. Mikrostruktuuri juhtimine kaasaegsete roostevabade teraste ühendamisel.In Processing New Materials for Advanced Electromagnetic Energy, 419–422 (2005).
Smook O. Kaasaegse pulbermetallurgia superdupleksroostevabade teraste mikrostruktuur ja omadused.Kuninglik Tehnoloogiainstituut (2004)
Lotto, TR ja Babalola, P. AA1070 alumiiniumi ja ränikarbiidi maatrikskomposiitide polarisatsioonikorrosioonikäitumine ja mikrostruktuuri analüüs happekloriidi kontsentratsioonidel.Veenv insener.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. ja Ferro P. Dupleks- ja superdupleksroostevaba terase keevitusprotsess, mikrostruktuuri muutus ja lõplikud omadused.Dupleks roostevaba teras 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. ja Karaaslan A. Lõõmutamisaja ja jahutuskiiruse mõju kahefaasilise korrosioonikindlate teraste sadestamisprotsessile.Metallist.teadus.kuumtöötlus.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S ja Ravi K. Suurepäraste mehaaniliste ja korrosiooniomadustega lean duplex roostevaba terase (LDSS) arendamine laboris.Täiustatud alma mater.mahuti.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. ja Isgor OB Roostevabast terasest superduplekskattekihtide metallurgilised ja elektrokeemilised omadused pehmetel terasalustel, mis on saadud pulberkihis laserlegeerimisel.teadus.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. ja Kuroda, K. Püüdlused säästa niklit austeniitsetes roostevabas terases.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. ja Gonome F. Uue lahjade dupleksteraste seeria väljatöötamine.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON terase tehniline aruanne nr 126 (2021).
Postitusaeg: 25. veebruar 2023