321 zanglamaydigan po'latdan o'ralgan quvur kimyoviy tarkibi Yangi elektrod bilan ikki tomonlama zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvandning mexanik xususiyatlari va korroziyaga qarshi harakati

Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur.Siz cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydigan brauzer versiyasidan foydalanmoqdasiz.Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Bundan tashqari, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScriptlarsiz ko'rsatamiz.
Har bir slaydda uchta maqolani ko'rsatadigan slayderlar.Slaydlar boʻylab harakatlanish uchun “Orqaga” va “Keyingi” tugmalaridan yoki har bir slayd boʻylab harakatlanish uchun oxiridagi slaydni boshqarish tugmalaridan foydalaning.

Zanglamaydigan po'latdan yasalgan 321 rulonli trubaning kimyoviy tarkibi

321 zanglamaydigan po'latdan yasalgan rulonli quvurlarning kimyoviy tarkibi quyidagicha:
- Uglerod: 0,08% maks
- Marganets: 2,00% maksimal
- Nikel: 9,00% min

Zanglamaydigan po'latdan 321 lasan trubkasi mexanik xususiyatlari

Zanglamaydigan po'latdan yasalgan 321 lasan trubkasi ishlab chiqaruvchisiga ko'ra, zanglamaydigan po'latdan yasalgan 321 rulonli quvurlarning mexanik xususiyatlari quyida jadvalda keltirilgan: valentlik kuchi (psi) Chiqish kuchi (psi) cho'zilish (%)

Zanglamaydigan po'latdan 321 lasan trubkasidan foydalanish va qo'llash

Ko'pgina muhandislik dasturlarida dupleks zanglamaydigan po'latdan (DSS) payvandlangan tuzilmalarning mexanik va korroziya xususiyatlari eng muhim omillardir.Joriy tadqiqot, oqim namunalariga qotishma elementlarni qo'shmasdan, maxsus ishlab chiqilgan yangi elektrod yordamida 3,5% NaCl ni simulyatsiya qiluvchi muhitda dupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan choklarning mexanik xususiyatlari va korroziyaga chidamliligini o'rganib chiqdi.DSS taxtalarini payvandlash uchun mos ravishda E1 va E2 elektrodlarida asosiy indekslari 2,40 va 0,40 bo'lgan ikki xil turdagi oqimlar ishlatilgan.Oqim kompozitsiyalarining termal barqarorligi termogravimetrik tahlil yordamida baholandi.Payvandlangan bo'g'inlarning kimyoviy tarkibi, shuningdek mexanik va korroziya xususiyatlari turli ASTM standartlariga muvofiq emissiya spektroskopiyasi yordamida baholandi.DSS choklarida mavjud bo'lgan fazalarni aniqlash uchun rentgen nurlari diffraktsiyasi qo'llaniladi va choklarning mikro tuzilishini tekshirish uchun EDS bilan skanerlash elektron ishlatiladi.E1 elektrodlari yordamida payvandlangan bo'g'inlarning kuchlanish kuchi 715-732 MPa, E2 elektrodlari uchun - 606-687 MPa.Payvandlash oqimi 90 A dan 110 A gacha oshirildi va qattiqlik ham oshirildi.Asosiy oqimlar bilan qoplangan E1 elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlar yaxshi mexanik xususiyatlarga ega.Po'lat strukturasi 3,5% NaCl muhitida yuqori korroziyaga chidamliligiga ega.Bu yangi ishlab chiqilgan elektrodlar yordamida payvandlangan bo'g'inlarning ishlashini tasdiqlaydi.Natijalar E1 va E2 elektrodlari bilan qoplangan choklarda kuzatilgan Cr va Mo kabi qotishma elementlarning kamayishi va E1 va E2 elektrodlari yordamida qilingan choklarda Cr2N ning chiqishi nuqtai nazaridan muhokama qilinadi.
Tarixan, dupleks zanglamaydigan po'lat (DSS) haqida birinchi rasmiy eslatma 1927 yilga to'g'ri keladi, u faqat ma'lum quyma uchun ishlatilgan va uglerod miqdori yuqori bo'lganligi sababli ko'pgina texnik ilovalarda ishlatilmagan.Ammo keyinchalik standart uglerod miqdori maksimal 0,03% ga kamaytirildi va bu po'latlar turli sohalarda keng qo'llanila boshlandi2,3.DSS - taxminan teng miqdorda ferrit va ostenitga ega bo'lgan qotishmalar oilasi.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, DSS ning ferrit fazasi XX asrda ostenitik zanglamaydigan po'latlar (ASS) uchun muhim masala bo'lgan xloriddan kelib chiqqan stressli korroziya yorilishidan (SCC) mukammal himoya qiladi.Boshqa tomondan, ayrim mashinasozlik va boshqa tarmoqlarda4 saqlashga bo'lgan talab yiliga 20% gacha o'sib bormoqda.Ikki fazali ostenitik-ferritik tuzilishga ega bo'lgan ushbu innovatsion po'latni mos kompozitsiyani tanlash, fizik-kimyoviy va termomexanik tozalash orqali olish mumkin.Bir fazali zanglamaydigan po'lat bilan solishtirganda, DSS yuqori oquvchanlik kuchiga va SCC5, 6, 7, 8 ga bardosh berish qobiliyatiga ega. Ikki tomonlama tuzilma bu po'latlarga kislotalar, kislota xloridlari, kislotalar, kislotalar va boshqalarni o'z ichiga olgan agressiv muhitda misli ko'rilmagan kuch, mustahkamlik va korroziyaga chidamliligini oshiradi. dengiz suvi va korroziy kimyoviy moddalar9.Umumiy bozorda nikel (Ni) qotishmalarining yillik narxlari o'zgarishi sababli, DSS strukturasi, ayniqsa, past nikel turi (yog'siz DSS), yuz markazlashtirilgan kubik (FCC) temir bilan solishtirganda ko'plab ajoyib yutuqlarga erishdi10, 11. Asosiy ASE dizaynlarining muammosi shundaki, ular turli xil og'ir sharoitlarga duchor bo'ladi.Shu sababli, turli muhandislik bo'limlari va kompaniyalari mos payvandlanish qobiliyatiga ega bo'lgan an'anaviy ASSdan yaxshi yoki yaxshiroq ishlaydigan va dengiz suvi issiqlik almashinuvchilari va kimyo sanoati kabi sanoat dasturlarida qo'llaniladigan muqobil past nikelli (Ni) zanglamaydigan po'latlarni targ'ib qilishga harakat qilmoqda.xloridlarning yuqori konsentratsiyasi bo'lgan muhitlar uchun konteyner 13.
Zamonaviy texnologik taraqqiyotda payvandlangan ishlab chiqarish muhim rol o'ynaydi.Odatda, DSS konstruktiv elementlari gazdan himoyalangan boshq payvandlash yoki gazdan himoyalangan boshq manbai bilan birlashtiriladi.Payvand choki asosan payvandlash uchun ishlatiladigan elektrodning tarkibiga ta'sir qiladi.Payvandlash elektrodlari ikki qismdan iborat: metall va oqim.Ko'pincha elektrodlar parchalanganda gazlarni chiqaradigan va payvand chokini ifloslanishdan himoya qilish, yoyning barqarorligini oshirish va payvandlash sifatini yaxshilash uchun qotishma komponentni qo'shish uchun himoya shlak hosil qiladigan oqim bilan qoplangan, metallar aralashmasi14. .Quyma temir, alyuminiy, zanglamaydigan po'lat, yumshoq po'lat, yuqori quvvatli po'lat, mis, guruch va bronza payvandlash elektrodi metallarining ba'zilari, tsellyuloza, temir kukuni va vodorod esa ishlatiladigan oqim materiallaridir.Ba'zida oqim aralashmasiga natriy, titan va kaliy ham qo'shiladi.
Ba'zi tadqiqotchilar elektrod konfiguratsiyasining payvandlangan po'lat konstruktsiyalarning mexanik va korroziyali yaxlitligiga ta'sirini o'rganishga harakat qilishdi.Singx va boshqalar.15 suv ostida payvandlash yo'li bilan payvandlangan choklarning cho'zilishi va kuchlanish kuchiga oqim tarkibining ta'sirini o'rganib chiqdi.Natijalar shuni ko'rsatadiki, CaF2 va NiO FeMn mavjudligi bilan solishtirganda valentlik kuchini asosiy belgilovchi omillardir.Chirag va boshq.16 elektrod oqimi aralashmasida rutil (TiO2) kontsentratsiyasini o'zgartirish orqali SMAW birikmalarini tekshirdi.Uglerod va kremniyning ulushi va migratsiyasining ortishi hisobiga mikroqattiqlik xossalari ortishi aniqlandi.Kumar [17] po'lat plitalarni suv ostida payvandlash uchun aglomeratsiyalangan oqimlarni loyihalash va ishlab chiqishni o'rgangan.Nwigbo va Atuanya18 boshq payvandlash oqimlarini ishlab chiqarish uchun kaliyga boy natriy silikat bog'lovchilaridan foydalanishni o'rganib chiqdi va yuqori kuchlanish kuchi 430 MPa va maqbul don tuzilishiga ega bo'lgan choklarni topdi.Lothongkum va boshq.19 dupleks zanglamaydigan po'latdan 28Cr-7Ni-O-0,34N havosi bilan to'yingan NaCl eritmasida 3,5% og'irlikdagi konsentratsiyada ostenitning hajm ulushini o'rganish uchun potentsiokinetik usuldan foydalangan.pH sharoitida.va 27 ° C.Ikkala dupleks va mikro dupleks zanglamaydigan po'latlar korroziyaga nisbatan azotning bir xil ta'sirini ko'rsatadi.Azot pH 7 va 10 da korroziya potentsialiga yoki tezligiga ta'sir qilmadi, ammo pH 10 da korroziya potentsiali pH 7 ga qaraganda pastroq edi. Boshqa tomondan, o'rganilgan barcha pH darajalarida potentsial azot miqdori ortishi bilan ortib bordi. .Lacerda va boshqalar.20 siklik potentiodinamik polarizatsiya yordamida 3,5% li NaCl eritmasida UNS S31803 va UNS S32304 dupleks zanglamaydigan po'latlarning chuqurlashishini o'rgandi.NaCl ning 3,5 g.% li eritmasida ikkita tekshirilgan po'lat plitalarda chuqurlik belgilari topildi.UNS S31803 po'lati UNS S32304 po'latiga qaraganda yuqori korroziya potentsialiga (Ecorr), chuqurlashish potentsialiga (Epit) va qutblanish qarshiligiga (Rp) ega.UNS S31803 po'lati UNS S32304 po'latiga qaraganda yuqori repasitivlikka ega.Jiang va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tadqiqotga ko'ra.[21], dupleks zanglamaydigan po'latdan ikki fazaga (austenit va ferrit fazasi) mos keladigan reaktivatsiya cho'qqisi ferrit tarkibining 65% gacha o'z ichiga oladi va ferrit reaktivatsiya oqimi zichligi issiqlik bilan ishlov berish vaqtining oshishi bilan ortadi.Ma’lumki, ostenitik va ferritik fazalar turli elektrokimyoviy potentsiallarda turli elektrokimyoviy reaksiyalarni namoyon qiladi21,22,23,24.Abdo va boshq.25 polarizatsiya spektroskopiyasi va elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasining potentsiodinamik o'lchovlaridan foydalangan holda, lazer bilan payvandlangan 2205 DSS qotishmasining sun'iy dengiz suvida (3,5% NaCl) turli xil kislotalilik va ishqoriylik sharoitida elektrokimyoviy induktsiyalangan korroziyasini o'rganishdi.Sinov qilingan DSS namunalarining ochiq yuzalarida chuqur korroziyasi kuzatildi.Ushbu topilmalar asosida eriydigan muhitning pH darajasi va zaryad o'tkazish jarayonida hosil bo'lgan plyonkaning qarshiligi o'rtasida proportsional bog'liqlik mavjudligi aniqlandi, bu chuqurlikning shakllanishiga va uning spetsifikatsiyasiga bevosita ta'sir qiladi.Ushbu tadqiqotning maqsadi yangi ishlab chiqilgan payvandlash elektrodi tarkibi 3,5% NaCl muhitida payvandlangan DSS 2205 ning mexanik va aşınmaya bardoshli yaxlitligiga qanday ta'sir qilishini tushunish edi.
Elektrod qoplamasi formulalarida ishlatiladigan oqim minerallari (tarkibi) Obajana tumani, Kogi shtati, Nigeriyadan kaltsiy karbonat (CaCO3), Taraba shtati, Nigeriyadan kaltsiy ftorid (CaF2), kremniy dioksidi (SiO2), talk kukuni (Mg3Si4O10(OH)) ) )2) va rutil (TiO2) Nigeriyaning Jos shahridan, kaolin (Al2(OH)4Si2O5) esa Nigeriyaning Katsina shtati, Kankara shahridan olingan.Kaliy silikat bog'lovchi sifatida ishlatiladi, u Hindistondan olinadi.
1-jadvalda ko'rsatilganidek, tarkibiy oksidlar raqamli tarozida mustaqil ravishda tortilgan.Keyin bir hil yarim qattiq pasta olish uchun Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) dan elektr aralashtirgichda (model: 641-048) kaliy silikat biriktiruvchi (og'irlik bo'yicha 23%) bilan 30 daqiqa davomida aralashtirildi.Nam aralash oqim briketlash mashinasidan silindrsimon shaklga bosiladi va 80 dan 100 kg / sm2 gacha bosim ostida ekstruziya kamerasiga beriladi va simni besleme kamerasidan 3,15 mm diametrli zanglamaydigan simli ekstruderga beriladi.Oqim nozul / qolip tizimi orqali oziqlanadi va elektrodlarni siqib chiqarish uchun ekstruderga AOK qilinadi.1,70 mm qoplama koeffitsienti qo'lga kiritildi, bu erda qoplama koeffitsienti elektrod diametrining ip diametriga nisbati sifatida aniqlanadi.Keyin qoplangan elektrodlar 24 soat davomida havoda quritilgan va keyin 2 soat davomida 150-250 ° C \ (-\) da muffle pechida (model PH-248-0571/5448) kaltsiylangan.Oqimning ishqoriyligini hisoblash uchun tenglamadan foydalaning.(1) 26;
E1 va E2 kompozitsiyalarining oqim namunalarining termal barqarorligi termogravimetrik tahlil (TGA) yordamida aniqlandi.Tahlil qilish uchun TGAga taxminan 25,33 mg oqim namunasi yuklandi.Tajribalar 60 ml/min tezlikda N2 ning uzluksiz oqimi bilan olingan inert muhitda o'tkazildi.Namuna 10 ° C / min isitish tezligida 30 ° C dan 1000 ° C gacha qizdirildi.Vang va boshq.27, Xu va boshq.28 va Dagwa va boshq.29 tomonidan eslatib o'tilgan usullardan so'ng, TGA uchastkalaridan ma'lum haroratlarda namunalarning termal parchalanishi va vazn yo'qotishi baholandi.
Lehimlashga tayyorlash uchun ikkita 300 x 60 x 6 mm DSS plitalarini qayta ishlang.V-yiv 3 mm ildiz bo'shlig'i, 2 mm ildiz teshigi va 60 ° truba burchagi bilan yaratilgan.Keyinchalik mumkin bo'lgan ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun plastinka aseton bilan yuvilgan.Qoplangan elektrodlar (E1 va E2) va diametri 3,15 mm bo'lgan mos yozuvlar elektrod (C) yordamida to'g'ridan-to'g'ri oqim elektrodining musbat polaritesi (DCEP) bilan himoyalangan metall boshq payvandchi (SMAW) yordamida plitalarni payvandlang.Elektr tokini qayta ishlash (EDM) (Model: Excetek-V400) mexanik sinov va korroziyani tavsiflash uchun payvandlangan po'lat namunalarni qayta ishlash uchun ishlatilgan.2-jadvalda misol kodi va tavsifi ko'rsatilgan va 3-jadvalda DSS taxtasini payvandlash uchun ishlatiladigan turli xil payvandlash operatsion parametrlari ko'rsatilgan.Tegishli issiqlik kiritishini hisoblash uchun tenglama (2) ishlatiladi.
To'lqin uzunligi 110 dan 800 nm gacha bo'lgan Bruker Q8 MAGELLAN optik emissiya spektrometri (OES) va SQL ma'lumotlar bazasi dasturi yordamida E1, E2 va C elektrodlarining payvand choklarining kimyoviy tarkibi, shuningdek, asosiy metall namunalari aniqlandi.elektrod va sinov ostidagi metall namunasi orasidagi bo'shliqdan foydalanadi uchqun shaklida elektr energiyasini ishlab chiqaradi.Komponentlarning namunasi bug'lanadi va püskürtülür, so'ngra atomik qo'zg'alish boshlanadi, bu esa keyinchalik ma'lum bir chiziq spektrini chiqaradi31.Namunani sifatli tahlil qilish uchun fotoko'paytiruvchi trubka har bir element uchun ajratilgan spektr mavjudligini, shuningdek, spektrning intensivligini o'lchaydi.Keyin tenglamadan ekvivalent pitting qarshilik raqamini (PREN) hisoblash uchun foydalaning.(3) 32 nisbat va WRC 1992 holat diagrammasi tenglamalardan xrom va nikel ekvivalentlarini (Creq va Nieq) hisoblash uchun ishlatiladi.(4) va (5) mos ravishda 33 va 34;
E'tibor bering, PREN faqat uchta asosiy element Cr, Mo va N ning ijobiy ta'sirini hisobga oladi, azot omili x esa 16-30 oralig'ida.Odatda, x 16, 20 yoki 30 ro'yxatidan tanlanadi. Ikki tomonlama zanglamaydigan po'latlar bo'yicha tadqiqotlarda PREN35,36 qiymatlarini hisoblash uchun eng ko'p oraliq qiymat 20 ishlatiladi.
Turli elektrodlar yordamida tayyorlangan payvandlangan bo'g'inlar universal sinov mashinasida (Instron 8800 UTM) ASTM E8-21 ga muvofiq 0,5 mm/min deformatsiya tezligida sinovdan o'tkazildi.Kesish kuchi (UTS), 0,2% kesishish quvvati (YS) va cho'zilish ASTM E8-2137 bo'yicha hisoblab chiqilgan.
Qattiqlikni tahlil qilishdan oldin DSS 2205 payvand choklari har xil o'lchamdagi (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 va 1200) maydalangan va silliqlangan.Payvandlangan namunalar E1, E2 va C elektrodlari bilan tayyorlangan. Qattiqlik payvand markazidan asosiy metallgacha bo'lgan o'n (10) nuqtada 1 mm oraliqda o'lchanadi.
Rentgen difraktometri (D8 Discover, Bruker, Germaniya) Bruker XRD Commander dasturiy ta'minoti bilan ma'lumotlarni to'plash va 1,5406 Å to'lqin uzunligiga mos keladigan 8,04 keV energiya va skanerlash tezligi 3 bo'lgan Fe-filtrlangan Cu-K-a nurlanishi uchun sozlangan. ° Skanerlash diapazoni (2th) min-1 DSS choklarida mavjud E1, E2 va C va BM elektrodlari bilan fazali tahlil qilish uchun 38 dan 103 ° gacha.Rietveld takomillashtirish usuli Lutterotti39 tomonidan tasvirlangan MAUD dasturi yordamida tarkibiy bosqichlarni indekslash uchun ishlatilgan.ASTM E1245-03 asosida Image J40 dasturi yordamida E1, E2 va C elektrodlarining payvand choklarining mikroskopik tasvirlarining miqdoriy metallografik tahlili o'tkazildi.Ferrit-austenitik fazaning hajm ulushini hisoblash natijalari, ularning o'rtacha qiymati va og'ishi Jadvalda keltirilgan.5. Shakldagi namuna konfiguratsiyasida ko'rsatilganidek.6d, namunalarning morfologiyasini o'rganish uchun PM va E1 va E2 elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlarda optik mikroskop (OM) tahlili o'tkazildi.Namunalar 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 va 2000 grit kremniy karbid (SiC) zımpara bilan sayqallangan.Keyin namunalar 10% suvli oksalat kislotasi eritmasida xona haroratida 5 V kuchlanishda 10 soniya davomida elektrolitik usulda ishlangan va morfologik tavsif uchun LEICA DM 2500 M optik mikroskopiga joylashtirilgan.Namunani keyingi parlatish SEM-BSE tahlili uchun 2500 grit kremniy karbid (SiC) qog'oz yordamida amalga oshirildi.Bundan tashqari, payvandlangan bo'g'inlar EMF bilan jihozlangan ultra yuqori aniqlikdagi maydon emissiyasini skanerlash elektron mikroskopi (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, AQSh) yordamida mikro tuzilma uchun tekshirildi.20 × 10 × 6 mm o'lchamdagi namuna 120 dan 2500 gacha bo'lgan o'lchamdagi turli xil SiC silliqlash qog'ozlari yordamida maydalangan. Namunalar 40 g NaOH va 100 ml distillangan suvda 5 V kuchlanishda 15 soniya davomida elektrolitik yo'l bilan ishqalangan va keyin SEM kamerasida joylashgan namuna ushlagichiga o'rnatilgan, kamerani azot bilan tozalashdan keyin namunalarni tahlil qilish uchun.Isitilgan volfram filamenti tomonidan yaratilgan elektron nur turli kattalashtirishlarda tasvirlarni ishlab chiqarish uchun namunada panjara hosil qiladi va EMF natijalari Roche va boshqalarning usullari yordamida olingan.41 va Mokobi 42.
ASTM G59-9743 va ASTM G5-1444 bo'yicha elektrokimyoviy potentiodinamik polarizatsiya usuli 3,5% NaCl muhitida E1, E2 va C elektrodlari bilan payvandlangan DSS 2205 plitalarining buzilish potentsialini baholash uchun ishlatilgan.Elektrokimyoviy sinovlar kompyuter tomonidan boshqariladigan Potentiostat-Galvanostat/ZRA apparati (model: PC4/750, Gamry Instruments, AQSH) yordamida amalga oshirildi.Elektrokimyoviy sinov uch elektrodli sinov qurilmasida o'tkazildi: ishchi elektrod sifatida DSS 2205, mos yozuvlar elektrod sifatida to'yingan kalomel elektrod (SCE) va qarshi elektrod sifatida grafit novda.O'lchovlar elektrokimyoviy hujayra yordamida amalga oshirildi, unda eritmaning ta'sir qilish maydoni ishchi elektrodning maydoni 0,78 sm2 bo'lgan.O'lchovlar 1,0 mV / s skanerlash tezligida oldindan barqarorlashtirilgan OCPda (OKPga nisbatan) -1,0 V dan +1,6 V gacha bo'lgan potentsiallar orasida o'tkazildi.
E1, E2 va C elektrodlari bilan qilingan choklarning chuqurlikka chidamliligini baholash uchun 3,5% NaCl da elektrokimyoviy chuqurlikdagi kritik harorat sinovlari o'tkazildi.PB (passiv va transpassiv hududlar o'rtasida) va E1, E2, elektrodlar bilan payvandlangan namunalar C. Shuning uchun, CPT o'lchovlari payvandlash materiallarining chuqurlik potentsialini aniq aniqlash uchun amalga oshiriladi.CPT sinovi zanglamaydigan po'latdan yasalgan dupleks manba hisobotlariga45 va ASTM G150-1846 ga muvofiq o'tkazildi.Payvandlanadigan po'latlarning har biridan (S-110A, E1-110A, E2-90A) 1 sm2 maydonga ega namunalar, shu jumladan taglik, payvand va HAZ zonalari kesildi.Namunalar standart metallografik namuna tayyorlash tartiblariga muvofiq zımpara va 1 mkm alyuminiy oksidi kukuni eritmasi yordamida sayqallandi.Jilolangandan so'ng, namunalar 2 daqiqa davomida asetonda ultratovush bilan tozalandi.CPT sinov xujayrasiga 3,5% NaCl sinov eritmasi qo'shildi va dastlabki harorat termostat (Neslab RTE-111) yordamida 25 ° C ga o'rnatildi.Dastlabki sinov harorati 25 ° C ga yetgandan so'ng, Ar gazi 15 daqiqa davomida puflandi, keyin namunalar kameraga joylashtirildi va OCF 15 daqiqa davomida o'lchandi.Keyin namuna 25 ° C boshlang'ich haroratda 0,3 V kuchlanish qo'llash orqali polarizatsiya qilindi va oqim 10 min45 davomida o'lchandi.Eritmani 1 °C / min dan 50 °C gacha bo'lgan tezlikda isitishni boshlang.Sinov eritmasini isitish vaqtida harorat sensori eritmaning haroratini doimiy ravishda kuzatib borish va vaqt va harorat ma'lumotlarini saqlash uchun ishlatiladi va potentsiostat / galvanostat oqimni o'lchash uchun ishlatiladi.Qarshi elektrod sifatida grafit elektrod ishlatilgan va barcha potentsiallar Ag/AgCl mos yozuvlar elektrodiga nisbatan o'lchangan.Sinov davomida argonni tozalash amalga oshirildi.
Shaklda.1 mos ravishda gidroksidi (E1) va kislotali (E2) elektrodlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan F1 va F2 oqim komponentlarining tarkibini (og'irlik foizida) ko'rsatadi.Oqimning asoslilik indeksi payvandlangan bo'g'inlarning mexanik va metallurgik xususiyatlarini bashorat qilish uchun ishlatiladi.F1 - E1 elektrodlarini qoplash uchun ishlatiladigan oqimning tarkibiy qismi bo'lib, uning asosiy indeksi > 1,2 (ya'ni 2,40) bo'lgani uchun ishqoriy oqim deb ataladi va F2 - E2 elektrodlarini qoplash uchun ishlatiladigan oqim, asosliligi tufayli kislota oqimi deb ataladi. indeks < 0,9 (ya'ni 2,40).0,40).Ko'p hollarda asosiy oqimlar bilan qoplangan elektrodlar kislotali oqimlar bilan qoplangan elektrodlarga qaraganda yaxshiroq mexanik xususiyatlarga ega ekanligi aniq.Bu xususiyat E1 elektrodi uchun oqim tarkibi tizimidagi asosiy oksidning ustunligi funktsiyasidir.Aksincha, E2 elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlarda kuzatilgan cürufni olib tashlash (ajralish) va past chayqalish, yuqori rutilli kislotali oqim qoplamali elektrodlarga xosdir.Bu kuzatuv Gill47 ning topilmalariga mos keladi, rutil tarkibining cürufning ajralish qobiliyatiga ta'siri va kislota oqimi bilan qoplangan elektrodlarning past sochilishi cürufning tez muzlashiga yordam beradi.E1 va E2 elektrodlarini qoplash uchun ishlatiladigan oqim tizimidagi kaolin moylash vositasi sifatida ishlatilgan va talk kukuni elektrodlarning ekstrudativligini yaxshilagan.Oqimli tizimlardagi kaliy silikat biriktirgichlari yoyning yaxshi yonishi va ishlash barqarorligiga hissa qo'shadi va ularning yopishtiruvchi xususiyatlaridan tashqari, payvandlangan mahsulotlarda cürufni ajratishni yaxshilaydi.CaCO3 oqimdagi aniq to'xtatuvchi (shlak to'xtatuvchi) bo'lgani uchun va payvandlash paytida CaO va taxminan 44% CO2 ga termal parchalanishi tufayli juda ko'p tutun hosil qiladi, TiO2 (to'r quruvchi / cüruf hosil qiluvchi sifatida) miqdorini kamaytirishga yordam beradi. payvandlash paytida tutun.payvandlash va shu tariqa Jing va boshq.48 tomonidan taklif qilinganidek cüruf ajralishini yaxshilash.Fluorin Flux (CaF2) lehim tozaligini yaxshilaydigan kimyoviy agressiv oqimdir.Jastrzębska va boshqalar.49 ushbu oqim tarkibining ftorid tarkibining payvand chokining tozalik xususiyatlariga ta'siri haqida xabar berdi.Odatda, payvand chokiga oqim yoyi barqarorligini yaxshilash, qotishma elementlarni qo'shish, cürufni to'plash, mahsuldorlikni oshirish va payvand choki 50 sifatini yaxshilash uchun qo'shiladi.
TGA-DTG egri chiziqlari shaklda ko'rsatilgan.2a va 2b azotli atmosferada 30-1000 ° S harorat oralig'ida qizdirilganda uch bosqichli vazn yo'qotishini ko'rsatadi.Shakl 2a va b natijalari shuni ko'rsatadiki, asosiy va kislotali oqim namunalari uchun TGA egri chizig'i harorat o'qiga parallel bo'lgunga qadar to'g'ridan-to'g'ri pastga tushadi, mos ravishda 866,49 ° C va 849,10 ° C atrofida.2a va 2b-rasmdagi TGA egri chizig'ining boshida 1,30% va 0,81% vazn yo'qotish oqim komponentlari tomonidan so'rilgan namlik, shuningdek, sirt namligining bug'lanishi va suvsizlanishi bilan bog'liq.Ikkinchi va uchinchi bosqichlarda asosiy oqim namunalarining asosiy parchalanishlari shakl.2a 619,45 ° C-766,36 ° C va 766,36 ° C - 866,49 ° S harorat oralig'ida sodir bo'ldi va ularning vazn yo'qotish foizi 2,84 va 9,48% ni tashkil etdi., mos ravishda.665,23°C–745,37°C va 745,37°C–849,10°C harorat oralig'ida bo'lgan 7b-rasmdagi kislotali oqim namunalari uchun ularning vazn yo'qotish foizi mos ravishda 0,81 va 6,73% ni tashkil etdi. termal parchalanish.Oqim komponentlari noorganik bo'lgani uchun uchuvchi moddalar oqim aralashmasi bilan chegaralanadi.Shuning uchun qaytarilish va oksidlanish dahshatli.Bu Balogun va boshq.51, Kamli va boshq.52 va Adeleke va boshq.53 natijalariga mos keladi.Shaklda kuzatilgan oqim namunasining massa yo'qotish yig'indisi.2a va 2b mos ravishda 13,26% va 8,43% ni tashkil qiladi.Shakldagi oqim namunalarining kamroq massa yo'qolishi.2b, oqim aralashmasini tashkil etuvchi asosiy oksidlar sifatida TiO2 va SiO2 (mos ravishda 1843 va 1710 ° C) yuqori erish nuqtalari bilan bog'liq54,55, TiO2 va SiO2 esa pastroq erish nuqtalariga ega.erish nuqtasi Birlamchi oksid: shakldagi oqim namunasida CaCO3 (825 °C).2a56.Oqim aralashmalaridagi birlamchi oksidlarning erish nuqtasidagi bu o'zgarishlar Shi va boshqalar 54, Ringdalen va boshqalar 55 va Du va boshqalar tomonidan yaxshi ma'lum qilingan.2a va 2b-rasmda uzluksiz vazn yo'qotishni kuzatgan holda, Brown57 tomonidan taklif qilinganidek, E1 va E2 elektrod qoplamalarida ishlatiladigan oqim namunalari bir bosqichli parchalanishdan o'tadi, degan xulosaga kelish mumkin.Jarayonning harorat oralig'ini shakldagi hosilaviy egri chiziqlardan (og'irlik%) ko'rish mumkin.2a va b.TGA egri chizig'i oqim tizimining faza o'zgarishi va kristallanishi sodir bo'ladigan o'ziga xos haroratni aniq tasvirlab bera olmaganligi sababli, TGA hosilasi oqim tizimini tayyorlash uchun endotermik tepalik sifatida har bir hodisaning (faza o'zgarishi) aniq harorat qiymatini aniqlash uchun ishlatiladi.
(a) E1 elektrod qoplamasi uchun gidroksidi oqim va (b) E2 elektrod qoplamasi uchun kislotali oqimning termal parchalanishini ko'rsatadigan TGA-DTG egri chiziqlari.
4-jadvalda E1, E2 va C elektrodlari yordamida tayyorlangan DSS 2205 asosiy metall va choklarning spektrofotometrik tahlili va SEM-EDS tahlili natijalari ko'rsatilgan.E1 va E2 xromning (Cr) miqdori keskin kamayib, 18,94 va 17,04% ga, molibden (Mo) esa mos ravishda 0,06 va 0,08% ni tashkil qilganligini ko'rsatdi.E1 va E2 elektrodlari bilan choklarning qiymatlari pastroq.Bu SEM-EDS tahlilidan ferrit-astenitik faza uchun hisoblangan PREN qiymatiga biroz mos keladi.Shu sababli, chuqurchalar 4-jadvalda ko'rsatilganidek, past PREN qiymatlari (E1 va E2 dan payvandlar) bilan boshlanadi.Keyinchalik, E1 va E2 elektrodlari yordamida ishlab chiqarilgan choklardagi Cr va Mo qotishma elementlari tarkibining kamayishi va ularning past chuqurlik ekvivalent qiymatlari (PREN) 4-jadvalda ko'rsatilgan, bu agressiv muhitda, ayniqsa qarshilikni saqlab qolish uchun muammo yaratadi. xloridli muhitda.- o'z ichiga olgan muhit.Nisbatan yuqori nikel (Ni) miqdori 11,14% va E1 va E2 elektrodlarining payvandlangan bo'g'inlarida marganets miqdorining ruxsat etilgan chegarasi dengiz suvini taqlid qilish sharoitida ishlatiladigan payvand choklarining mexanik xususiyatlariga ijobiy ta'sir ko'rsatishi mumkin (3-rasm). ).Yuan va Oy58 va Jing va boshq.48 ning yuqori nikel va marganets kompozitsiyalarining og'ir ish sharoitida DSS payvandlangan tuzilmalarining mexanik xususiyatlarini yaxshilashga ta'siri bo'yicha ishi yordamida qilingan.
(a) UTS va 0,2% cho'kish YS va (b) bir xil va to'liq cho'zilish va ularning standart og'ishlari uchun valentlik sinovi natijalari.
Ishlab chiqilgan elektrodlardan (E1 va E2) va sotiladigan elektroddan (C) tayyorlangan asosiy materialning (BM) va payvandlangan bo'g'inlarning mustahkamlik xususiyatlari 90 A va 110 A bo'lgan ikki xil payvandlash oqimida baholandi. 3 (a) va (b) UTS, YS ni 0,2% ofset bilan, ularning cho'zilishi va standart og'ish ma'lumotlari bilan birga ko'rsating.Shakllardan olingan 0,2% UTS va YS natijalarini ofset.3a namuna raqami uchun optimal qiymatlarni ko'rsatadi.1 (BM), namuna raqami.3 (payvand E1), namuna raqami.5 (payvand E2) va namuna raqami.6 (C bilan payvandlash) mos ravishda 878 va 616 MPa, 732 va 497 MPa, 687 va 461 MPa va 769 va 549 MPa va ularning tegishli standart og'ishlari.Anjirdan.110 A) mos ravishda 1, 2, 3, 6 va 7 raqamlangan namunalar bo'lib, Grocki32 tomonidan tavsiya etilgan valentlik sinovida 450 MPa va valentlik sinovida 620 MPa dan ortiq tavsiya etilgan minimal cho'zilish xususiyatlariga ega.90 A va 110 A payvandlash oqimlarida № 2, № 3, № 4, № 5, № 6 va № 7 namunalar bilan ifodalangan E1, E2 va C elektrodlari bilan payvandlash namunalarining cho'zilishi, mos ravishda plastika va halollikni aks ettiradi.asosiy metallar bilan aloqasi.Pastki cho'zilish mumkin bo'lgan payvandlash nuqsonlari yoki elektrod oqimining tarkibi bilan izohlandi (3b-rasm).Xulosa qilish mumkinki, BM dupleks zanglamaydigan po'latdan va umuman E1, E2 va C elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlar nisbatan yuqori nikel miqdori tufayli sezilarli darajada yuqori kuchlanish xususiyatlariga ega (4-jadval), lekin bu xususiyat payvandlangan bo'g'inlarda kuzatildi.Oqimning kislotali tarkibidan kamroq samarali E2 olinadi.Gunn59 nikel qotishmalarining payvandlangan bo'g'inlarning mexanik xususiyatlarini yaxshilash va fazaviy muvozanat va elementlarning taqsimlanishini nazorat qilish ta'sirini ko'rsatdi.Bu yana bir marta Bang va boshqalar tomonidan taklif qilinganidek, asosiy oqim kompozitsiyalaridan tayyorlangan elektrodlar kislotali oqim aralashmalaridan tayyorlangan elektrodlarga qaraganda yaxshiroq mexanik xususiyatlarga ega ekanligini tasdiqlaydi.Shunday qilib, yaxshi valentlik xususiyatlariga ega bo'lgan yangi qoplangan elektrodning (E1) payvandlangan birikmasining xususiyatlari haqidagi mavjud bilimlarga katta hissa qo'shildi.
Shaklda.Shakllar 4a va 4b E1, E2 va C elektrodlarining payvandlangan bo'g'inlarining eksperimental namunalarining Vickers mikroqattiqlik xususiyatlarini ko'rsatadi. 4a namunaning bir yo'nalishidan (WZ dan BMgacha) olingan qattiqlik natijalarini ko'rsatadi va shakl.4b namunaning har ikki tomonida olingan qattiqlik natijalarini ko'rsatadi.E1 va E2 elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlar bo'lgan 2, 3, 4 va 5-sonli namunalarni payvandlashda olingan qattiqlik qiymatlari payvandlash davrlarida qotib qolish paytida qo'pol taneli tuzilishga bog'liq bo'lishi mumkin.Qattiqlikning keskin o'sishi qo'pol donali HAZda ham, 2-7-sonli barcha namunalarning nozik taneli HAZda ham kuzatildi (2-jadvaldagi namuna kodlariga qarang), bu mikroyapıdagi mumkin bo'lgan o'zgarish bilan izohlanishi mumkin. xrom-payvand namunalari natijasida payvand choki emissiyalarga boy (Cr23C6).Boshqa payvandlash namunalari 2, 3, 4 va 5 bilan solishtirganda, 6 va 7-rasmdagi payvandlangan bo'g'inlarning qattiqlik qiymatlari.Yuqoridagi 4a va 4b (2-jadval).Mohammed va boshq.61 va Nowacki va Lukoje62 ning fikriga ko'ra, bu yuqori ferrit d qiymati va payvand chokida qo'zg'atilgan qoldiq stresslar, shuningdek, payvandlashda Mo va Cr kabi qotishma elementlarning kamayishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.BM sohasidagi barcha ko'rib chiqilgan eksperimental namunalarning qattiqlik qiymatlari bir xil ko'rinadi.Payvandlangan namunalarning qattiqligini tahlil qilish natijalarining tendentsiyasi boshqa tadqiqotchilarning xulosalari bilan mos keladi61,63,64.
DSS namunalarining payvandlangan bo'g'inlarining qattiqlik qiymatlari (a) payvandlangan namunalarning yarim qismi va (b) payvandlangan bo'g'inlarning to'liq qismi.
E1, E2 va C elektrodlari bilan payvandlangan DSS 2205 da mavjud bo'lgan turli fazalar olindi va 2\(\teta\) diffraktsiya burchagi uchun XRD spektrlari 5-rasmda ko'rsatilgan. Ostenitning cho'qqilari (\(\gamma)) ) va ferrit (\(\alfa\)) fazalari 43 ° va 44 ° diffraktsiya burchaklarida aniqlandi, bu payvand choki tarkibi ikki fazali 65 zanglamaydigan po'lat ekanligini tasdiqladi.DSS BM faqat ostenitik (\(\gamma\)) va ferritik (\(\alfa\)) fazalarini ko'rsatadi, bu 1 va 2-rasmlarda keltirilgan mikrostruktura natijalarini tasdiqlaydi. 6c, 7c va 9c.DSS BM da kuzatilgan ferrit (\(\alfa\)) faza va C elektrodiga chokdagi yuqori cho'qqi uning korroziyaga chidamliligidan dalolat beradi, chunki bu faza Devisson va Redmond66 kabi po'latning korroziyaga chidamliligini oshirishga qaratilgan. ta'kidlanganidek, Cr va Mo kabi ferrit stabillashadigan elementlarning mavjudligi xlorid o'z ichiga olgan muhitda materialning passiv plyonkasini samarali ravishda barqarorlashtiradi.5-jadvalda miqdoriy metallografiya bo'yicha ferrit-astenitik faza ko'rsatilgan.Elektrod C ning payvandlangan bo'g'inlarida ferrit-austenitik fazaning hajm ulushining nisbati taxminan (≈1: 1) ga erishiladi.Hajm ulushi natijalarida (5-jadval) E1 va E2 elektrodlari yordamida payvand choklarining past ferritli (\(\alfa\)) fazali tarkibi elektrokimyoviy tahlil bilan tasdiqlangan korroziy muhitga mumkin bo'lgan sezgirlikni ko'rsatadi.tasdiqlangan (Fig. 10a, b)), chunki ferrit fazasi xlorid ta'sirida stressli korroziya yorilishidan yuqori quvvat va himoyani ta'minlaydi.Bu E1 va E2 elektrodlarining payvand choklarida kuzatilgan past qattiqlik qiymatlari bilan yana bir bor tasdiqlanadi.4a, b, bu po'lat konstruktsiyadagi ferritning past nisbati bilan bog'liq (5-jadval).E2 elektrodlari yordamida payvandlangan bo'g'inlarda muvozanatsiz ostenitik (\(\gamma\)) va ferritik (\(\alfa\)) fazalarning mavjudligi po'latning bir xil korroziya hujumiga nisbatan haqiqiy zaifligini ko'rsatadi.Aksincha, E1 va C elektrodlari bilan payvandlangan bo'g'inlarning ikki fazali po'latlarining XPA spektrlari BM natijalari bilan bir qatorda odatda ostenitik va ferritik stabillashadigan elementlarning mavjudligini ko'rsatadi, bu materialni qurilish va neft-kimyo sanoatida foydali qiladi. , chunki Jimenez va boshqalar bahslashdi.65;Davidson & Redmond66;Shamant va boshqalar67.
Turli xil payvand geometriyalariga ega E1 elektrodlarining payvandlangan bo'g'inlarining optik mikrografigi: (a) termoyadroviy chiziqni ko'rsatadigan HAZ, (b) yuqori kattalashtirishda termoyadroviy chiziqni ko'rsatadigan HAZ, (c) ferrit-astenitik faza uchun BM, (d) payvand choki geometriyasi , (e) Yaqin atrofdagi o'tish zonasini ko'rsatadi, (f) HAZ yuqori kattalashtirishda ferrit-astenitik fazani ko'rsatadi, (g) Payvandlash zonasi ferrit-astenitik fazani ko'rsatadi.
Turli xil payvand chok geometriyalarida E2 elektrod choklarining optik mikrografigi: (a) termoyadroviy chiziqni ko'rsatadigan HAZ, (b) yuqori kattalashtirishda termoyadroviy chiziqni ko'rsatadigan HAZ, (c) ferrit-astenitik massa fazasi uchun BM, (d) payvand geometriyasi , (e) ) yaqin atrofdagi o'tish zonasini ko'rsatadi, (f) yuqori kattalashtirishda ferrit-astenitik fazani ko'rsatadigan HAZ, (g) ferrit-austenitik fazani ko'rsatadigan payvandlash zonasi.
6a-c va, masalan, turli xil payvandlash geometriyalarida E1 elektrodi yordamida payvandlangan DSS bo'g'inlarining metallografik tuzilishini ko'rsatadi (6d-rasm), optik mikrografiyalar turli kattalashtirishda olingan joyni ko'rsatadi.Shaklda.6a, b, f - ferrit-ostenitning fazaviy muvozanat tuzilishini ko'rsatadigan payvandlangan bo'g'inlarning o'tish zonalari.7a-c rasmlari va masalan, turli xil payvandlash geometriyalarida E2 elektrodi yordamida payvandlangan DSS birikmasining OM ni ham ko'rsatadi (7d-rasm), turli kattalashtirishdagi OM tahlil nuqtalarini ifodalaydi.Shaklda.7a,b,f da payvandlangan birikmaning ferrit-austenitik muvozanatdagi o’tish zonasi ko’rsatilgan.Payvandlash zonasidagi OM (WZ) rasmda ko'rsatilgan.1 va rasm.2. E1 va E2 elektrodlari uchun payvand choklari mos ravishda 6g va 7g.BM bo'yicha OM 1 va 2-rasmlarda ko'rsatilgan.6c, e va 7c, e mos ravishda E1 va E2 elektrodlari bilan payvandlangan birikmalar holatini ko'rsatadi.Yorug'lik maydoni ostenit fazasi, quyuq qora maydon esa ferrit fazasidir.SEM-BSE mikrografiklarida ko'rsatilgandek, termoyadroviy chiziq yaqinidagi issiqlik ta'sirlangan zonada (HAZ) faza muvozanati Cr2N cho'kmalarining shakllanishini ko'rsatdi.8a, b va shaklda tasdiqlangan.9a, b.Shakldagi namunalarning ferrit fazasida kuzatilgan Cr2N mavjudligi.8a, b va SEM-EMF nuqta tahlili va payvandlangan qismlarning EMF chiziqli diagrammalari bilan tasdiqlangan (9a-b-rasm), payvandlashning yuqori issiqlik haroratiga bog'liq.Sirkulyatsiya xrom va azotning kiritilishini tezlashtiradi, chunki chokdagi yuqori harorat azotning diffuziya koeffitsientini oshiradi.Ushbu natijalar Ramirez va boshq.68 va Herenyu va boshq.69 tomonidan olib borilgan tadqiqotlarni qo'llab-quvvatlaydi, bu esa azot tarkibidan qat'i nazar, Cr2N odatda ferrit donalari, don chegaralari va a/\(\gamma\) chegaralarida to'planishini ko'rsatadi. boshqa tadqiqotchilar.70,71.
(a) E2 bilan payvandlangan birikmaning SEM-EMF nuqtali tahlili (1, 2 va 3);
Vakillik namunalarining sirt morfologiyasi va ularning tegishli EMFlari shaklda ko'rsatilgan.10a–c.Shaklda.10a va 10b-rasmlarda payvandlash zonasida mos ravishda E1 va E2 elektrodlari yordamida payvandlangan bo'g'inlarning SEM mikrografiyalari va ularning EMF spektrlari ko'rsatilgan va shakl.10c hech qanday cho'kmasiz ostenit (\(\gamma\)) va ferrit (\(\alfa\)) fazalarini o'z ichiga olgan SEM mikrografiyalari va EMF spektrlarini ko'rsatadi.10a-rasmdagi EDS spektrida ko'rsatilganidek, 6,25 g.% Ni bilan solishtirganda Cr (21,69 g.%) va Mo (2,65 g.%) ning ferrit-astenitik fazaning mos keladigan muvozanati hissini beradi.Elektrod E2 ning payvandlangan bo'g'inining mikro tuzilishida ko'rsatilgan nikelning yuqori miqdori (10,08 g.%) bilan solishtirganda xrom (15,97 g.%) va molibden (1,06 g.%) miqdori yuqori bo'lgan mikroyapı. Anjir.1. Taqqoslash.EMF spektri 10b.Shaklda ko'rsatilgan WZda ko'rilgan nozik taneli ostenitik tuzilishga ega bo'lgan o'tkir shakl.10b payvand chokida ferritizatsiya qiluvchi elementlarning (Cr va Mo) kamayishi va xrom nitridining (Cr2N) cho'kishi - ostenitik fazani tasdiqlaydi.DSS payvandlangan bo'g'inlarning ostenitik (\(\gamma\)) va ferritik (\(\alfa\)) fazalari chegaralari bo'ylab yog'ingarchilik zarralarining taqsimlanishi bu bayonotni tasdiqlaydi72,73,74.Bu ham uning korroziyaga qarshi ko'rsatkichlarining yomonligiga olib keladi, chunki Cr 10b-rasmda ko'rsatilganidek, po'latning mahalliy korroziyaga chidamliligini yaxshilaydigan passiv plyonka hosil qilish uchun asosiy element hisoblanadi59,75.Ko'rinib turibdiki, 10c-rasmdagi SEM mikrografiyasidagi BM kuchli donning aniqlanishini ko'rsatadi, chunki uning EDS spektri natijalari Cr (23,32 og'irlik%), Mo (3,33 og'irlik%) va Ni (6,32 g) ko'rsatadi.%) yaxshi kimyoviy xossalarga ega.%) DSS76 strukturasining ferrit-austenitik fazasining muvozanat mikroyapısini tekshirish uchun muhim qotishma element sifatida.E1 elektrodining payvandlangan bo'g'inlarining kompozitsion EMF spektroskopik tahlili natijalari uni qurilishda va biroz tajovuzkor muhitda qo'llashni oqlaydi, chunki mikrostrukturadagi ostenit hosil qiluvchi va ferrit stabilizatorlari payvandlangan bo'g'inlar uchun DSS AISI 220541.72 standartiga mos keladi, 77.
Payvandlangan bo'g'inlarning SEM mikrografiklari, bu erda (a) payvandlash zonasining elektrodi E1 EMF spektriga ega, (b) payvandlash zonasining elektrodi E2 EMF spektriga ega, (c) OM EMF spektriga ega.
Amalda, DSS payvandlari to'liq ferrit (F-rejimi) rejimida qotib qolishi kuzatilgan, ostenit yadrolari ferrit eritmasi harorati ostida yadrolanadi, bu asosan xrom va nikel ekvivalent nisbatiga (Creq/Nieq) bog'liq (> 1,95 F rejimini tashkil qiladi) Ba'zi tadqiqotchilar ferrit fazasida ferrit hosil qiluvchi elementlar sifatida Cr va Mo ning kuchli tarqalish qobiliyati tufayli po'latning bunday ta'sirini payqashgan8078,79.DSS 2205 BM ko'p miqdorda Cr va Mo ni o'z ichiga olishi aniq (yuqori Creq ko'rsatadi), lekin E1, E2 va C elektrodlari bilan payvandlashdan ko'ra kamroq Ni tarkibiga ega, bu esa yuqori Creq / Nieq nisbatiga hissa qo'shadi.Bu 4-jadvalda ko'rsatilganidek, joriy tadqiqotda ham yaqqol ko'rinib turibdi, bu erda Creq/Nieq nisbati DSS 2205 BM uchun 1,95 dan yuqori aniqlangan.Ko'rinib turibdiki, E1, E2 va C elektrodlari bo'lgan payvandlar ostenitik-ferrit rejimida (AF rejimida), ostenitik rejimda (A rejimida) va ferrit-astenitik rejimda, ommaviy rejimning (FA rejimi) yuqori miqdori tufayli qattiqlashadi. .), 4-jadvalda ko'rsatilganidek, payvand chokidagi Ni, Cr va Mo ning tarkibi kamroq bo'lib, Creq / Nieq nisbati BM ga qaraganda pastroq ekanligini ko'rsatadi.E2 elektrod choklaridagi birlamchi ferrit vermikulyar ferrit morfologiyasiga ega edi va belgilangan Creq/Nieq nisbati 4-jadvalda tavsiflanganidek 1,20 ni tashkil etdi.
Shaklda.11a-rasmda 3,5% NaCl eritmasida AISI DSS 2205 po'lat konstruktsiyasi uchun vaqtga nisbatan ochiq elektron potentsial (OCP) ko'rsatilgan.Ko'rinib turibdiki, ORP egri chizig'i ijobiy potentsial tomon siljiydi, bu metall namunasi yuzasida passiv plyonka paydo bo'lishini ko'rsatadi, potentsialning pasayishi umumiy korroziyani ko'rsatadi va vaqt o'tishi bilan deyarli doimiy potentsial vaqt o'tishi bilan passiv film., Namuna yuzasi barqaror va Yopishqoq 77 ga ega. Egri chiziqlar 3,5% NaCl eritmasini o'z ichiga olgan elektrolitdagi barcha namunalar uchun barqaror sharoitda eksperimental substratlarni tasvirlaydi, 7-namunadan tashqari (C-elektrod bilan payvand choki), bu ozgina beqarorlikni ko'rsatadi.Ushbu beqarorlikni eritmada xlorid ionlari (Cl-) mavjudligi bilan solishtirish mumkin, bu korroziya reaktsiyasini sezilarli darajada tezlashtiradi va shu bilan korroziya darajasini oshiradi.Qo'llaniladigan potentsialsiz OCP skanerlash paytida kuzatuvlar shuni ko'rsatdiki, reaktsiyadagi Cl agressiv muhitda namunalarning qarshiligi va termodinamik barqarorligiga ta'sir qilishi mumkin.Ma va boshqalar.81 va Lotho va boshqalar.5 Cl- substratlarda passiv plyonkalarning degradatsiyasini tezlashtirishda rol o'ynaydi va shu bilan keyingi aşınmaya hissa qo'shadi, degan da'voni tasdiqladi.
O'rganilayotgan namunalarning elektrokimyoviy tahlili: (a) vaqtga qarab RSD evolyutsiyasi va (b) 3,5% NaCl eritmasida namunalarning potentsiodinamik polarizatsiyasi.
Shaklda.11b 3,5% NaCl eritmasi ta'sirida E1, E2 va C elektrodlarining payvandlangan bo'g'inlarining potentiodinamik polarizatsiya egri (PPC) qiyosiy tahlilini taqdim etadi.PPC va 3,5% NaCl eritmasida payvandlangan BM namunalari passiv harakatni ko'rsatdi.5-jadvalda Ecorr (korroziya potentsiali) va Epit (korroziya potentsiali) kabi PPC egri chizig'idan olingan namunalarning elektrokimyoviy tahlil parametrlari va ular bilan bog'liq og'ishlar ko'rsatilgan.E1 va E2 elektrodlari bilan payvandlangan № 2 va 5-sonli boshqa namunalar bilan solishtirganda, 1 va 7-sonli namunalar (BM va elektrod C bilan payvandlangan bo'g'inlar) NaCl eritmasida chuqur korroziya uchun yuqori potentsialni ko'rsatdi (11b-rasm). ).Birinchisining ikkinchisiga nisbatan yuqori passivlashtiruvchi xususiyatlari po'latning mikrostrukturaviy tarkibi (austenit va ferritik fazalar) va qotishma elementlarning konsentratsiyasining muvozanatiga bog'liq.Mikro tuzilishda ferrit va ostenitik fazalar mavjudligi sababli, Resendea va boshqalar.82 tajovuzkor ommaviy axborot vositalarida DSS ning passiv xatti-harakatlarini qo'llab-quvvatladi.E1 va E2 elektrodlari bilan payvandlangan namunalarning past ishlashi payvandlash zonasida (WZ) Cr va Mo kabi asosiy qotishma elementlarning kamayishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, chunki ular ferrit fazasini (Cr va Mo) barqarorlashtiradi, passivatorlar Oksidlangan po'latlarning ostenitik bosqichidagi qotishmalar.Ushbu elementlarning chuqurlikka chidamliligiga ta'siri ostenitik fazada ferritik fazaga qaraganda ko'proq.Shu sababli, ferritik faza qutblanish egri chizig'ining birinchi passivatsiya mintaqasi bilan bog'liq bo'lgan ostenitik fazaga qaraganda tezroq passivatsiyaga uchraydi.Ushbu elementlar ferritik fazaga nisbatan ostenitik fazada yuqori chuqurlikka chidamliligi tufayli DSS chuqurchaga chidamliligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.Shuning uchun ferrit fazasining tez passivlanishi ostenit fazasidan 81% yuqori.Cl- in eritmasi po'lat plyonkaning passivlash qobiliyatiga kuchli salbiy ta'sir ko'rsatsa-da83.Natijada, namunaning passivlashtiruvchi plyonkasi barqarorligi sezilarli darajada kamayadi84.Jadvaldan.6, shuningdek, E1 elektrodi bilan payvandlangan bo'g'inlarning korroziya potentsiali (Ecorr) E2 elektrodi bilan payvandlangan bo'g'inlarga nisbatan eritmada bir oz kamroq barqaror ekanligini ko'rsatadi.Bu, shuningdek, shakldagi E1 va E2 elektrodlari yordamida choklarning qattiqligining past qiymatlari bilan tasdiqlanadi.4a, b, bu po'latdan yasalgan konstruksiyada ferritning pastligi (5-jadval) va xrom va molibdenning pastligi (4-jadval) bilan bog'liq.Bundan xulosa qilish mumkinki, simulyatsiya qilingan dengiz muhitida po'latlarning korroziyaga chidamliligi payvandlash oqimining pasayishi bilan ortadi va past Cr va Mo tarkibi va past ferrit miqdori bilan kamayadi.Ushbu bayonot Salim va boshq.85 tomonidan payvandlash toki kabi payvandlash parametrlarining payvandlangan po'latlarning korroziya yaxlitligiga ta'siri bo'yicha tadqiqotiga mos keladi.Xlorid po'latga kapillyar assimilyatsiya va diffuziya kabi turli xil vositalar orqali kirib borar ekan, notekis shakl va chuqurlikdagi chuqurchalar (chuqurlik korroziyasi) hosil bo'ladi.Mexanizm yuqori pH eritmalarida sezilarli darajada farq qiladi, bu erda atrofdagi (OH-) guruhlar oddiygina po'lat yuzasiga tortiladi, passiv plyonkani barqarorlashtiradi va po'lat sirtini qo'shimcha himoya qiladi25,86.№1 va 7-sonli namunalarning eng yaxshi korroziyaga chidamliligi, asosan, po'lat strukturasida ko'p miqdorda d-ferrit (5-jadval) va ko'p miqdorda Cr va Mo (4-jadval) mavjudligi bilan bog'liq, chunki chuqurlik korroziyasi darajasi, asosan, DSS usuli bilan payvandlangan po'latda, qismlarning ostenitik-fazali tuzilishida mavjud.Shunday qilib, qotishmaning kimyoviy tarkibi payvandlangan birikmaning korroziyaga qarshi ishlashida hal qiluvchi rol o'ynaydi87,88.Bundan tashqari, ushbu tadqiqotda E1 va C elektrodlari yordamida payvandlangan namunalar OCP egri chizig'idan E2 elektrodi yordamida payvandlanganlarga qaraganda PPC egri chizig'idan pastroq Ecorr qiymatlarini ko'rsatganligi kuzatildi (5-jadval).Shuning uchun anod hududi pastroq potentsialdan boshlanadi.Bu o'zgarish, asosan, namuna yuzasida hosil bo'lgan passivatsiya qatlamining qisman barqarorlashuvi va OCP89 ning to'liq barqarorlashuviga erishilgunga qadar yuzaga keladigan katodik polarizatsiya bilan bog'liq.Shaklda.12a va b turli xil payvandlash sharoitlarida eksperimental korroziyaga uchragan namunalarning 3D optik profilli tasvirlarini ko'rsatadi.Ko'rinib turibdiki, 110 A (12b-rasm) yuqori payvandlash oqimi natijasida hosil bo'lgan pastki chuqurlikdagi korroziya potentsiali bilan namunalarning chuqur korroziyasi o'sib boradi, bu esa payvandlash oqimi nisbati pastroq bo'lgan payvand choklari uchun olingan chuqurlik korroziyasi o'lchami bilan solishtiriladi. 90 A. (12a-rasm).Bu Mohammed90 ning da'vosini tasdiqlaydi, masalan, sirt passivatsiya plyonkasini yo'q qilish uchun substratga 3,5% NaCl eritmasi ta'sir qilish orqali namuna yuzasida sirpanish chiziqlari hosil bo'ladi, shunda xlorid hujum qila boshlaydi va material eriydi.
4-jadvaldagi SEM-EDS tahlili shuni ko'rsatadiki, har bir ostenitik fazaning PREN qiymatlari barcha choklarda va BMda ferritdan yuqori.Ferrit/austenit interfeysida chuqurchalar paydo bo'lishining boshlanishi ushbu sohalarda sodir bo'lgan elementlarning bir hilligi va ajralishi tufayli passiv material qatlamining yo'q qilinishini tezlashtiradi91.Ostenitik fazadan farqli o'laroq, chuqurlikka chidamlilik ekvivalenti (PRE) qiymati yuqori bo'lsa, ferritik fazada chuqurlikning boshlanishi PRE qiymatining pastligi bilan bog'liq (4-jadval).Ostenit fazasi ostenit stabilizatorining (azotning eruvchanligi) sezilarli miqdorini o'z ichiga olganga o'xshaydi, bu elementning yuqori konsentratsiyasini va shuning uchun chuqurlikka yuqori qarshilikni ta'minlaydi92.
Shaklda.13-rasmda E1, E2 va C choklari uchun chuqurlikdagi kritik harorat egri chiziqlari ko'rsatilgan.ASTM sinovi paytida chuqurlik tufayli oqim zichligi 100 mkA/sm2 ga ko'tarilganligini hisobga olsak, E1 bilan @110A payvand choki 27,5 ° C minimal chuqurlikdagi kritik haroratni ko'rsatdi, keyin E2 @ 90A lehimlashda CPT 40 ni ko'rsatdi. °C, C@110A bo'lsa, eng yuqori CPT 41 °C.Kuzatilgan natijalar polarizatsiya sinovlarining kuzatilgan natijalari bilan yaxshi mos keladi.
Ikki tomonlama zanglamaydigan po'latdan yasalgan choklarning mexanik xususiyatlari va korroziyaga qarshi harakati yangi E1 va E2 elektrodlari yordamida o'rganildi.SMAW jarayonida ishlatiladigan gidroksidi elektrod (E1) va kislotali elektrod (E2) umumiy qoplama nisbati 1,7 mm va ishqoriy indeks mos ravishda 2,40 va 0,40 bo'lgan oqim tarkibi bilan muvaffaqiyatli qoplangan.Inert muhitda TGA yordamida tayyorlangan oqimlarning termal barqarorligi baholandi.Oqim matritsasida yuqori miqdorda TiO2 (%) mavjudligi, asosiy oqim (E1) bilan qoplangan elektrodlarga nisbatan kislotali oqim (E2) bilan qoplangan elektrodlar uchun choklarning shlaklarini olib tashlashni yaxshiladi.Ikki qoplamali elektrodlar (E1 va E2) yaxshi yoy boshlash qobiliyatiga ega bo'lsa-da.Payvandlash sharoitlari, ayniqsa issiqlik kiritish, payvandlash oqimi va tezligi DSS 2205 choklarining ostenit/ferrit fazasi balansiga va payvand chokining mukammal mexanik xususiyatlariga erishishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.E1 elektrodi bilan payvandlangan bo'g'inlar mukammal kuchlanish xususiyatlarini ko'rsatdi (kesish 0,2% YS = 497 MPa va UTS = 732 MPa), asosiy oqim bilan qoplangan elektrodlar kislota oqimi bilan qoplangan elektrodlarga nisbatan yuqori asoslik indeksiga ega ekanligini tasdiqladi.Elektrodlar past gidroksidi bilan yaxshi mexanik xususiyatlarni namoyish etadi.Ko'rinib turibdiki, yangi qoplamali (E1 va E2) elektrodlarning payvandlangan bo'g'inlarida ferrit-astenitik fazaning muvozanati yo'q, bu payvand chokining OES va SEM-EDS tahlillari yordamida aniqlangan va hajmi ulushi bilan aniqlangan. payvand choki.Metallografiya ularning SEM tadqiqotini tasdiqladi.mikro tuzilmalar.Bu, asosan, Cr va Mo kabi qotishma elementlarning kamayishi va payvandlash paytida Cr2N ning mumkin bo'lgan chiqishi bilan bog'liq bo'lib, bu EDS chizig'ini skanerlash bilan tasdiqlanadi.Bu, shuningdek, E1 va E2 elektrodlari bilan choklarda kuzatilgan past qattiqlik qiymatlari bilan qo'llab-quvvatlanadi, chunki ularning po'lat konstruktsiyasida ferrit va qotishma elementlarning past nisbati.E1 elektrodidan foydalangan holda choklarning korroziyaga qarshi potentsiali (Ecorr) E2 elektrodi yordamida choklarga nisbatan eritma korroziyasiga nisbatan bir oz kamroq chidamli ekanligini isbotladi.Bu oqim aralashmasi qotishma tarkibisiz 3,5% NaCl muhitida sinovdan o'tgan choklarda yangi ishlab chiqilgan elektrodlarning samaradorligini tasdiqlaydi.Bundan xulosa qilish mumkinki, simulyatsiya qilingan dengiz muhitida korroziyaga chidamlilik payvandlash oqimining pasayishi bilan ortadi.Shunday qilib, karbidlar va nitridlarning cho'kishi va keyinchalik E1 va E2 elektrodlari yordamida payvandlangan bo'g'inlarning korroziyaga chidamliligining pasayishi payvandlash oqimining oshishi bilan izohlanadi, bu esa ikki maqsadli po'latlardan payvandlangan bo'g'inlarning fazaviy muvozanatining nomutanosibligiga olib keldi.
Talabga binoan, ushbu tadqiqot uchun ma'lumotlar tegishli muallif tomonidan taqdim etiladi.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. va Liimatainen J. Sanoat issiqlik bilan ishlov berishda kukunli metallurgiya issiq izostatik presslash natijasida hosil bo'lgan super dupleks zanglamaydigan po'latdan mikroyapı.Metall.alma mater.trans.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. va Kitagawa Y. Zamonaviy zanglamaydigan po'latlarni birlashtirishda mikro tuzilmani nazorat qilish.Ilg'or elektromagnit energiya uchun yangi materiallarni qayta ishlashda, 419–422 (2005).
Smook O. Zamonaviy chang metallurgiyasining super dupleks zanglamaydigan po'latlarining mikro tuzilishi va xususiyatlari.Qirollik texnologiya instituti (2004)
Lotto, TR va Babalola, P. Polarizatsiya korroziyasining xatti-harakati va kislota xlorid konsentratsiyasida AA1070 alyuminiy va kremniy karbid matritsali kompozitsiyalarining mikrostrukturaviy tahlili.Ishontiruvchi muhandis.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. va Ferro P. Payvandlash jarayoni, mikrostruktura o'zgarishi va dupleks va super dupleks zanglamaydigan po'latlarning yakuniy xususiyatlari.Dupleks zanglamaydigan po'latdan 141-159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. va Karaaslan A. Ikki fazali korroziyaga chidamli po'latlarda tavlanish vaqti va sovutish tezligining cho'kish jarayoniga ta'siri.Metall.fan.issiqlik bilan ishlov berish.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S va Ravi K. Laboratoriyada mukammal mexanik va korroziyaga qarshi xususiyatlarga ega bo'lgan nozik dupleks zanglamaydigan po'latlarni (LDSS) ishlab chiqish.Ilg'or almamater.saqlash tanki.794, 714 (2013 yil).
Murkute P., Pasebani S. va Isgor OB. Kukun qatlamida lazerli qotishma yo'li bilan olingan yumshoq po'latdan yasalgan substratlarda super dupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplama qatlamlarining metallurgiya va elektrokimyoviy xususiyatlari.fan.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Xabara, Y. va Kuroda, K. Ostenitik zanglamaydigan po'latlarda nikelni tejashga qaratilgan harakatlar.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikava V., Tsuge S. va Gonome F. Yalang'och dupleks zanglamaydigan po'latlarning yangi seriyasini ishlab chiqish.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel texnik hisoboti № 126 (2021).