321 altzairu herdoilgaitzezko hodiaren konposizio kimikoa Altzairu herdoilgaitzezko soldadura duplex baten propietate mekanikoak eta korrosioaren portaera elektrodo berri batekin

Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik.CSS laguntza mugatua duen arakatzailearen bertsioa erabiltzen ari zara.Esperientzia onena lortzeko, eguneratutako arakatzailea erabiltzea gomendatzen dugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea).Horrez gain, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScript gabe erakusten dugu.
Diapositiba bakoitzeko hiru artikulu erakusten dituzten graduatzaileak.Erabili atzeko eta hurrengo botoiak diapositibetan zehar mugitzeko, edo amaierako diapositiba kontroladorearen botoiak diapositiba bakoitzean mugitzeko.

Altzairu herdoilgaitzezko 321 bobina-hodiaren konposizio kimikoa

321 altzairu herdoilgaitzezko bobina hodien konposizio kimikoa honako hau da:
- Karbonoa: %0,08 gehienez
- Manganesoa: %2,00 gehienez
- Nikela: %9,00 min

Altzairu herdoilgaitzezko 321 bobina-hodiaren propietate mekanikoak

Altzairu herdoilgaitzezko 321 bobinaren fabrikatzailearen arabera, altzairu herdoilgaitzezko 321 bobina hodien propietate mekanikoak behean azaltzen dira: Trakzio erresistentzia (psi) Etendura-erresistentzia (psi) Luzapena (%)

Altzairu herdoilgaitzezko 321 bobina hodiaren aplikazioak eta erabilerak

Ingeniaritza aplikazio askotan, altzairu herdoilgaitzezko duplex (DSS) soldatutako egituren propietate mekanikoak eta korrosioa faktore garrantzitsuenak dira.Oraingo ikerketak altzairu herdoilgaitzezko soldadura duplexen propietate mekanikoak eta korrosioarekiko erresistentzia ikertu ditu NaCl % 3,5 simulatzen duen ingurune batean, bereziki diseinatutako elektrodo berri bat erabiliz, fluxu-laginei aleazio-elementurik gehitu gabe.2,40 eta 0,40 oinarrizko indizea duten bi fluxu mota desberdin erabili dira E1 eta E2 elektrodoetan DSS plakak soldatzeko, hurrenez hurren.Fluxuen konposizioen egonkortasun termikoa analisi termogravimetrikoa erabiliz ebaluatu da.Soldatutako juntagailuen konposizio kimikoa eta propietate mekanikoak eta korrosioa ebaluatu dira igorpen-espektroskopia erabiliz, ASTM arau ezberdinen arabera.X izpien difrakzioa erabiltzen da DSS soldaduretan dauden faseak zehazteko, eta EDS bidezko elektroia eskaneatzea soldaten mikroegitura aztertzeko.E1 elektrodoek egindako juntura soldatuen trakzio-erresistentzia 715-732 MPa-ren artean zegoen, E2 elektrodoek - 606-687 MPa.Soldadura-korrontea 90 A-tik 110 A-ra igo da, eta gogortasuna ere handitu da.Oinarrizko fluxuez estalitako E1 elektrodoekin soldatutako junturak propietate mekaniko hobeak dituzte.Altzairuzko egiturak korrosioarekiko erresistentzia handia du 3,5% NaCl ingurunean.Horrek berresten du garatu berri diren elektrodoekin egindako juntura soldatuen funtzionagarritasuna.Emaitzak E1 eta E2 estalitako elektrodoen soldaduretan ikusitako Cr eta Mo bezalako aleazio-elementuen agortzeari eta E1 eta E2 elektrodoen bidez egindako soldaduretan Cr2N askatzeari buruz hitz egiten da.
Historikoki, altzairu herdoilgaitzezko duplexaren (DSS) lehen aipamen ofiziala 1927koa da, orduan galdaketa jakin batzuetarako bakarrik erabiltzen zen eta ez baitzen aplikazio tekniko gehienetan erabiltzen karbono eduki handia zuelako1.Baina gerora, karbono-eduki estandarra %0,03ko balio maximora murriztu zen, eta altzairu horiek asko erabili ziren hainbat esparrutan2,3.DSS aleazio-familia bat da, gutxi gorabehera, ferrita eta austenita kopuru berdinak dituena.Ikerketek frogatu dute DSS-en fase ferritikoak babes bikaina ematen duela kloruroak eragindako estresaren korrosioaren pitzaduraren (SCC), hau da, XX.Bestalde, ingeniaritza batzuetan eta beste industria batzuetan4 biltegiratze-eskaria urtean %20raino hazten ari da.Egitura austenitiko-ferritiko bi faseko altzairu berritzaile hau konposizio egokiaren hautaketa, finketa fisiko-kimiko eta termomekaniko bidez lor daiteke.Altzairu herdoilgaitz monofasikoarekin alderatuta, SCC5, 6, 7, 8 jasateko gaitasun handiagoa du DSSk. itsasoko ura eta produktu kimiko korrosiboak9.Merkatu orokorrean nikel (Ni) aleazioen urteko prezioen gorabeherak direla eta, DSS egiturak, batez ere nikel baxuko motak (DSS giharrak), lorpen nabarmen asko lortu ditu aurpegi zentratutako kubiko (FCC) burdinarekin alderatuta10, 11. ASE diseinuen arazoa hainbat baldintza gogorren menpe daudelako da.Hori dela eta, hainbat ingeniaritza sail eta konpainiak nikel baxuko (Ni) altzairu herdoilgaitz alternatiboak sustatu nahian ari dira, soldagarritasun egokia duten ASS tradizionalak bezain ondo edo hobeak dituztenak eta industria-aplikazioetan erabiltzen direnak, hala nola itsasoko uraren bero-trukagailuak eta industria kimikoa.13. edukiontzia kloruro-kontzentrazio handia duten inguruneetarako.
Aurrerapen teknologiko modernoan, soldadura produkzioak ezinbesteko papera betetzen du.Normalean, DSS egitura-kideak gas babestutako arku soldadura edo gas babestutako arku soldadura bidez elkartzen dira.Soldaduran, batez ere, soldadurarako erabiltzen den elektrodoaren konposizioak eragiten du.Soldatzeko elektrodoak bi zati ditu: metala eta fluxua.Gehienetan, elektrodoak fluxuarekin estaltzen dira, metalen nahasketa batekin, deskonposatzen direnean gasak askatzen dituztenean eta babes-zepa bat sortzen dute soldadura kutsaduratik babesteko, arkuaren egonkortasuna areagotzeko eta aleazio-osagai bat gehitzeko soldaketaren kalitatea hobetzeko14. .Burdina, aluminioa, altzairu herdoilgaitza, altzairu leuna, erresistentzia handiko altzairua, kobrea, letoia eta brontzea dira soldadura-elektrodoen metaletako batzuk, eta zelulosa, burdin-hautsa eta hidrogenoa erabiltzen diren fluxu-materialetako batzuk dira.Batzuetan, fluxu-nahasketari sodioa, titanioa eta potasioa ere gehitzen zaizkio.
Ikertzaile batzuk elektrodoen konfigurazioak soldatutako altzairuzko egituren osotasun mekanikoan eta korrosioan duen eragina aztertzen saiatu dira.Singh et al.15-ek fluxu-konposizioaren eragina ikertu zuen urpeko arku bidezko soldaduraren luzapenean eta trakzio-erresistentzian.Emaitzek erakusten dute CaF2 eta NiO direla trakzio-erresistentziaren determinatzaile nagusiak FeMn-ren presentziarekin alderatuta.Chirag et al.16ek SMAW konposatuak ikertu zituzten elektrodo-fluxuaren nahaste batean rutiloaren (TiO2) kontzentrazioa aldatuz.Mikrogogortasunaren propietateak handitu egin zirela ikusi zen karbonoaren eta silizioaren portzentajearen eta migrazioaren handitzearen ondorioz.Kumarrek [17] altzairuzko xaflen arku urpean soldatzeko fluxu aglomeratuen diseinua eta garapena aztertu zituen.Nwigbo-k eta Atuanya18-ek potasioan aberatsak diren sodio silikato-aglutinatzaileen erabilera ikertu zuten arku-soldadura-fluxuak ekoizteko eta 430 MPa-ko trakzio-erresistentzia handia eta ale-egitura onargarria duten soldadurak aurkitu zituzten.Lothongkum et al.19ek metodo potentiozinetiko bat erabili zuten 28Cr–7Ni–O–0,34N altzairu herdoilgaitz duplexean austenitaren bolumen-frakzioa aztertzeko, % 3,5 pisuko kontzentrazio batean airez saturatu den NaCl disoluzio batean.pH baldintzetan.eta 27°C.Duplex zein mikro duplex altzairu herdoilgaitzek nitrogenoaren eragin bera erakusten dute korrosioaren portaeran.Nitrogenoak ez zuen eraginik 7 eta 10 pH-ko korrosio-potentzialari edo abiadurari, hala ere, 10eko pH-ko korrosio-potentziala pH 7koa baino txikiagoa izan zen. Bestalde, aztertutako pH-maila guztietan, potentziala handitzen hasi zen nitrogeno-edukia handitzean. .Lacerda et al.20ek UNS S31803 eta UNS S32304 altzairu herdoilgaitz duplexen zuloak aztertu zituzten % 3,5eko NaCl disoluzioan polarizazio potentziadinamiko ziklikoa erabiliz.NaCl-ren %3,5 pisuko disoluzioan, ikertutako altzairuzko bi plaketan zuloen zantzuak aurkitu ziren.UNS S31803 altzairuak UNS S32304 altzairuak baino korrosio potentzial (Ecorr), pitting potentzial (Epit) eta polarizazio erresistentzia (Rp) handiagoak ditu.UNS S31803 altzairuak UNS S32304 altzairuak baino errepasibotasun handiagoa du.Jiang et al-en ikerketa baten arabera.[21], altzairu herdoilgaitz duplexaren fase bikoitzari (austenita eta ferrita faseari) dagokion berraktibazio gailurrak ferrita-konposizioaren % 65eraino hartzen du barne, eta ferrita berraktibatzeko korronte-dentsitatea handitu egiten da tratamendu termikoko denbora handituz.Jakina da fase austenitiko eta ferritikoek erreakzio elektrokimiko desberdinak erakusten dituztela potentzial elektrokimiko desberdinetan21,22,23,24.Abdo et al.25ek polarizazio espektroskopia eta inpedantzia elektrokimikoko espektroskopia neurketa potentziadinamikoak erabili zituzten laser bidez soldatutako 2205 DSS aleazioaren korrosioa elektrokimikoki induzitutako itsas ur artifizialean (% 3,5 NaCl) azidotasun eta alkalinitate ezberdineko baldintzetan.Pitting korrosioa ikusi zen probatutako DSS aleen azalean.Aurkikuntza horietatik abiatuta, disolbatzeko medioaren pH-aren eta karga-transferentzia-prozesuan sortutako filmaren erresistentziaren arteko erlazio proportzionala dagoela egiaztatu zen, eta horrek zuzenean eragiten du pitting-aren sorreran eta bere zehaztapenean.Ikerketa honen helburua izan zen ulertzea garatutako berriki soldadura-elektrodoaren konposizio batek nola eragiten duen DSS 2205 soldatuaren osotasun mekanikoari eta higadurari erresistenteari, %3,5eko NaCl ingurunean.
Elektrodoen estaldura-formulazioetan erabilitako fluxu mineralak (osagaiak) Obajana Barrutiko, Kogi Estatuko, Nigeriako Kaltzio Karbonatoa (CaCO3), Taraba Estatuko Kaltzio Fluoruroa (CaF2), Nigeria, Silizio dioxidoa (SiO2), Talko Hautsa (Mg3Si4O10 (OH) izan dira. ) )2) eta rutiloa (TiO2) Josetik, Nigeriatik lortu ziren, eta kaolina (Al2(OH)4Si2O5) Kankaratik, Katsina Estatutik, Nigeriatik lortu zen.Potasio silikatoa aglutinatzaile gisa erabiltzen da, Indiatik lortzen da.
1. taulan erakusten den bezala, osagai oxidoak independenteki pisatu ziren balantza digital batean.Ondoren, potasio silikatozko aglutinatzaile batekin (% 23 pisuaren arabera) nahastagailu elektriko batean (eredua: 641-048) Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) enpresaren 30 minutuz nahastu zen, ore erdi-solido homogeneo bat lortzeko.Fluxu misto hezea forma zilindriko batean sakatzen da briquetting makinatik eta estrusio-ganberara elikatzen da 80 eta 100 kg/cm2-ko presioan, eta alanbre elikadura-ganberatik 3,15 mm-ko diametroko alanbre herdoilgaitzezko estrusorean sartzen da.Fluxua tobera/troquel sistema baten bidez elikatzen da eta estrusorean injektatzen da elektrodoak estruzitzeko.1,70 mm-ko estaldura-faktorea lortu zen, non estaldura-faktorea elektrodoaren diametroaren eta hariaren diametroaren arteko erlazioa bezala definitzen den.Ondoren, estalitako elektrodoak airean lehortu ziren 24 orduz eta, ondoren, mufla-labe batean (PH-248-0571/5448 eredua) 150-250 °C\(-\) 2 orduz kaltzitu ziren.Erabili ekuazioa fluxuaren alkalinitatea kalkulatzeko.(1) 26;
E1 eta E2 konposizioen fluxu-laginen egonkortasun termikoa analisi termogravimetrikoa (TGA) erabiliz zehaztu da.Gutxi gorabehera 25,33 mg fluxuko lagin bat TGAn kargatu zen aztertzeko.Esperimentuak 60 ml/min-ko N2 fluxu jarraituaz lortutako medio geldo batean egin dira.Lagina 30°C-tik 1000°C-ra berotu zen 10°C/min-ko berotze abiaduran.Wang et al.27, Xu et al.28 eta Dagwa et al.29 aipatu metodoei jarraituz, tenperatura jakin batzuetan laginen deskonposizio termikoa eta pisu galera ebaluatu dira TGA lursailetatik.
Prozesatu 300 x 60 x 6 mm-ko bi DSS plaka soldadurarako prestatzeko.V-arteka 3 mm-ko erro-hutsunearekin, 2 mm-ko erro-zuloarekin eta 60°-ko zirrikitu-angelu batekin diseinatu zen.Ondoren, plaka azetonarekin garbitu zen kutsatzaile posibleak kentzeko.Solda ezazu plakak korronte zuzeneko elektrodoaren polaritate positiboa duen (DCEP) estalitako elektrodoak (E1 eta E2) eta erreferentzia-elektrodo bat (C) 3,15 mm-ko diametroa duen arku-soldagailu blindatu batekin (SMAW).Deskarga Elektrikoko Mekanizazioa (EDM) (Eredua: Excetek-V400) altzairu soldatutako laginak mekanizatzeko erabili zen proba mekanikoetarako eta korrosioaren karakterizaziorako.2. taulan adibide-kodea eta deskribapena agertzen dira, eta 3. taulan DSS plaka soldatzeko erabiltzen diren soldadura-parametro ezberdinak erakusten dira.Dagokion bero-sarrera kalkulatzeko (2) ekuazioa erabiltzen da.
110 eta 800 nm arteko uhin-luzera duen Bruker Q8 MAGELLAN igorpen optikoko espektrometroa (OES) eta SQL datu-baseko softwarea erabiliz, E1, E2 eta C elektrodoen soldadura-junturen konposizio kimikoa zehaztu zen, baita oinarrizko metalaren laginak ere.proban dagoen elektrodoaren eta metal-laginaren arteko tartea erabiltzen du Energia elektrikoa sortzen du txinparta moduan.Osagaien lagin bat lurrundu eta ihinztatu egiten da, eta ondoren kitzikapen atomikoa egiten da, eta gero lerro-espektro zehatz bat igortzen du31.Laginaren analisi kualitatiboa egiteko, hodi fotobiderkatzaileak elementu bakoitzerako espektro dedikatu baten presentzia neurtzen du, baita espektroaren intentsitatea ere.Ondoren, erabili ekuazioa pitting erresistentzia-zenbaki baliokidea (PREN) kalkulatzeko.(3) 32. ratioa eta WRC 1992 egoera diagrama erabiltzen dira kromo eta nikel baliokideak (Creq eta Nieq) ekuazioetatik kalkulatzeko.(4) eta (5) 33 eta 34 dira hurrenez hurren;
Kontuan izan PRENek Cr, Mo eta N hiru elementu nagusien eragin positiboa soilik hartzen duela kontuan, x nitrogeno faktorea 16-30 bitartekoa den bitartean.Normalean, x 16, 20 edo 30 zerrendatik hautatzen da. Duplex altzairu herdoilgaitzei buruzko ikerketan, 20 bitarteko balio bat erabiltzen da gehien PREN35,36 balioak kalkulatzeko.
Elektrodo ezberdinen bidez egindako soldadura-junturak trakzio-probak probatzeko makina unibertsal batean (Instron 8800 UTM) probatu zituzten 0,5 mm/min-ko tentsio-abiaduran, ASTM E8-21-aren arabera.Trakzio-erresistentzia (UTS), % 0,2ko ebakidura erresistentzia (YS) eta luzapena ASTM E8-2137 arabera kalkulatu ziren.
DSS 2205 soldadurak lehenik eta behin leundu eta leundu egin ziren grana-tamaina desberdinak erabiliz (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 eta 1200) gogortasuna aztertu aurretik.Soldatutako laginak E1, E2 eta C elektrodoekin egin ziren. Gogortasuna soldaduraren erdigunetik oinarrizko metalera hamar (10) puntutan neurtzen da 1 mm-ko tartearekin.
X izpien difraktometroa (D8 Discover, Bruker, Alemania) Bruker XRD Commander softwarearekin konfiguratua datuak biltzeko eta Fe-iragazkia den Cu-K-α erradiazioarekin 8,04 keV-ko energiarekin, 1,5406 Å-ko uhin-luzerari eta 3 eskaneatu-abiadurarekin. ° Eskaneaketa-tartea (2θ) min-1 38 eta 103° bitartekoa da fase analisirako E1, E2 eta C eta BM elektrodoekin DSS soldaduretan.Rietveld fintze-metodoa osagaien faseak indexatzeko erabili zen Lutterottik deskribatutako MAUD softwarea erabiliz39.ASTM E1245-03 oinarritzat hartuta, E1, E2 eta C elektrodoen soldadura-junturen irudi mikroskopikoen analisi metalografiko kuantitatibo bat egin da Image J40 softwarea erabiliz.Ferrita-austenitiko fasearen bolumen-frakzioa kalkulatzearen emaitzak, haien batez besteko balioa eta desbideratzea taulan daude.5. Irudiko laginaren konfigurazioan ikusten den bezala.6d, mikroskopia optikoko (OM) analisia egin zen PM eta E1 eta E2 elektrodoekin soldatutako juntzetan, laginen morfologia aztertzeko.Laginak 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 eta 2000 siliziozko karburozko (SiC) lixarekin leundu ziren.Ondoren, laginak elektrolitikoki grabatu ziren % 10eko azido oxalikoaren disoluzio urtsuan giro-tenperaturan 5 V-ko tentsioan 10 segundoz eta LEICA DM 2500 M mikroskopio optiko batean jarri ziren karakterizazio morfologikoa egiteko.Laginaren leunketa gehiago egin zen 2500 grit silizio karburoa (SiC) paperarekin SEM-BSE analisirako.Horrez gain, soldadura-junturak mikroegitura aztertu ziren, EMF batekin hornitutako bereizmen ultra-altuko eremu-igorpeneko mikroskopio elektronikoa (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, AEB) erabiliz.20 × 10 × 6 mm-ko lagin bat 120 eta 2500 bitarteko tamainako SiC-ko hainbat paper erabiliz xehatu zen. Laginak elektrolitikoki grabatu ziren 40 g NaOH eta 100 ml ur destilatutan 5 V-ko tentsioan 15 s-tan, eta ondoren. lagin-euskarri batean muntatua, SEM ganberan kokatua, ganbera nitrogenoz garbitu ondoren laginak aztertzeko.Berotutako wolframio-harizpi batek sortutako elektroi-izpi batek sare bat sortzen du laginaren gainean hainbat handitzetako irudiak sortzeko, eta EMF emaitzak Roche et al-en metodoak erabiliz lortu dira.41 eta Mokobi 42 .
Polarizazio potenziodinamiko elektrokimiko metodo bat ASTM G59-9743 eta ASTM G5-1444 arabera E1, E2 eta C elektrodoekin soldatutako DSS 2205 plaken degradazio-potentziala ebaluatzeko % 3,5 NaCl ingurunean.Proba elektrokimikoak ordenagailuz kontrolatutako Potentiostat-Galvanostat/ZRA aparatu baten bidez egin dira (eredua: PC4/750, Gamry Instruments, AEB).Entsegu elektrokimikoa hiru elektrodoko proba-konfigurazio batean egin zen: DSS 2205 laneko elektrodo gisa, kalomelako elektrodo saturatua (SCE) erreferentzia-elektrodo gisa eta grafitozko hagatxoa kontra-elektrodo gisa.Neurketak zelula elektrokimiko baten bidez egin dira, zeinetan disoluzioaren akzio-eremua lan-elektrodoaren azalera 0,78 cm2 zen.Neurketak -1,0 V eta +1,6 V potentzialen artean egin dira aurrez egonkortutako OCP batean (OCParekiko) 1,0 mV/s-ko eskaneatu abiaduran.
Pitting elektrokimikoko tenperatura kritikoko probak % 3,5 NaCl-n egin ziren, E1, E2 eta C elektrodoekin egindako soldaduren pitting-erresistentzia ebaluatzeko.argi eta garbi PBko pitting potentzialaren gainean (eskualde pasibo eta transpasiboen artean), eta E1, E2, C elektrodoekin soldatutako laginak. Horregatik, CPT neurketak egiten dira soldadura-kontsumigarrien pitting potentziala zehaztasunez zehazteko.CPT probak altzairu herdoilgaitzezko soldadura duplexen txostenen arabera egin ziren45 eta ASTM G150-1846.Soldadu beharreko altzairuetatik (S-110A, E1-110A, E2-90A), 1 cm2-ko azalera zuten laginak moztu ziren, oinarria, soldadura eta HAZ eremuak barne.Laginak lixa-papera eta 1 µm-ko alumina hauts-minda erabiliz leundu ziren lagin metalografikoak prestatzeko prozeduren arabera.Leundu ondoren, laginak ultrasoinu bidez garbitu ziren azetonan 2 minutuz.CPT probako zelulari % 3,5eko NaCl probako soluzioa gehitu zitzaion eta hasierako tenperatura 25 ° C-ra egokitu zen termostato baten bidez (Neslab RTE-111).Hasierako 25 °C-ko probako tenperaturara iritsi ondoren, Ar gasa putz egin zen 15 minutuz, ondoren laginak gelaxkan jarri eta OCF neurtu zen 15 minutuz.Ondoren, lagina polarizatu zen 0,3 V-ko tentsioa aplikatuz 25°C-ko hasierako tenperaturan, eta korrontea neurtu zen 10 min45.Hasi disoluzioa 1 °C/min-ko abiaduran 50 °C-ra berotzen.Proba-soluzioa berotzean, tenperatura-sentsorea disoluzioaren tenperatura etengabe kontrolatzeko eta denbora- eta tenperatura-datuak gordetzeko erabiltzen da, eta potentiostatoa/galvanostatoa korrontea neurtzeko erabiltzen da.Grafitozko elektrodo bat erabili zen kontra-elektrodo gisa, eta potentzial guztiak Ag/AgCl erreferentzia-elektrodoarekiko neurtu ziren.Argonaren garbiketa egin zen proba osoan.
irudian.1. F1 eta F2 elektrodo alkalinoak (E1) eta azidoak (E2) ekoizteko erabiltzen diren fluxu-osagaien konposizioa (pisuaren ehunekoan) erakusten du, hurrenez hurren.Fluxuaren oinarrizkotasun-indizea soldatutako juntagailuen propietate mekanikoak eta metalurgikoak iragartzeko erabiltzen da.F1 E1 elektrodoak estaltzeko erabiltzen den fluxuaren osagaia da, fluxu alkalinoa deritzo bere oinarrizko indizea > 1,2 (hau da, 2,40) delako, eta F2 E2 elektrodoak estaltzeko erabiltzen den fluxua da, bere basikotasunagatik fluxu azidoa deritzona. indizea < 0,9 (hau da, 2,40).0,40).Argi dago kasu gehienetan oinarrizko fluxuez estalitako elektrodoek propietate mekaniko hobeak dituztela fluxu azidoz estalitako elektrodoek baino.Ezaugarri hau E1 elektrodoaren fluxu-konposizio-sisteman oinarrizko oxidoaren nagusitasunaren funtzioa da.Aitzitik, E2 elektrodoekin soldatutako juntzetan ikusitako zepa kentzea (bereizgarritasuna) eta zipriztin baxua rutilo eduki handia duten fluxu azidozko estaldura duten elektrodoen ezaugarriak dira.Behaketa hau Gill47-ren aurkikuntzekin bat dator: rutilo-edukiaren eraginak zepak desmuntagarritasunean eta azido-fluxuz estalitako elektrodoen zipriztintze baxuak zepa izozte azkarrean laguntzen duela.E1 eta E2 elektrodoak estaltzeko erabiltzen den fluxu-sistemako kaolina lubrifikatzaile gisa erabili zen, eta talko-hautsak elektrodoen estrusioa hobetu zuen.Fluxu-sistemetako potasio silikatozko aglutinatzaileek arkuaren piztea eta errendimenduaren egonkortasuna hobetzen laguntzen dute, eta, itsasgarri-propietateez gain, soldatutako produktuetan zepa bereiztea hobetzen dute.CaCO3 fluxuaren hausle garbia (eskoria hausteko) denez eta soldatzean ke asko sortu ohi duenez, CaO-n deskonposizio termikoaren ondorioz eta CO2-ren % 44 inguru, TiO2 (eraikitzaile garbia / zepa-sortzaile gisa) kantitatea murrizten laguntzen du. soldadura garaian kea.soldadura eta horrela zepa desmuntagarritasuna hobetzea Jing et al.48-k iradokitzen duen moduan.Fluorine Flux (CaF2) soldaketaren garbitasuna hobetzen duen fluxu kimiko erasokorra da.Jastrzębska et al.49-k fluxu-konposizio honen fluoruro-konposizioak soldadura-garbitasun-propietateetan duen eragina jakinarazi zuen.Normalean, fluxua gehitzen da soldadura-eremuan arkuaren egonkortasuna hobetzeko, aleazio-elementuak gehitzeko, zepak sortzeko, produktibitatea areagotzeko eta soldadura-pool 50 kalitatea hobetzeko.
Irudietan agertzen diren TGA-DTG kurbak.2a eta 2b-ek hiru faseko pisu galera erakusten dute 30-1000 °C-ko tenperatura-tartean berotzean nitrogeno-atmosferan.2a eta b irudietako emaitzek erakusten dute fluxu basiko eta azidoko laginetarako, TGA kurba zuzen jaisten dela tenperatura-ardatzarekiko paralelo bihurtu arte, 866,49 °C eta 849,10 °C inguruan hurrenez hurren.2a eta 2b irudiko TGA kurben hasieran % 1,30 eta % 0,81eko pisu galera fluxuaren osagaiek xurgatzen duten hezetasunari dagokio, baita gainazaleko hezetasunaren lurrunketa eta deshidratazioari ere.Irudiko bigarren eta hirugarren faseetako fluxu nagusiaren laginen deskonposizio nagusiak.2a 619,45 °C-766,36 °C eta 766,36 °C-866,49 °C tenperatura tarteetan gertatu da, eta haien pisu galeraren portzentajea 2,84 eta % 9,48 izan zen., hurrenez hurren.7b irudiko fluxu azidoen laginetarako, 665,23 °C-745,37 °C eta 745,37 °C-849,10 °C arteko tenperatura tarteetan zeuden bitartean, haien pisu galera portzentajea 0,81 eta %6,73koa izan zen, hurrenez hurren, eta horri egotzi zitzaion. deskonposizio termikoa.Fluxuaren osagaiak ez-organikoak direnez, hegazkorrak fluxu-nahastera mugatzen dira.Hori dela eta, murrizketa eta oxidazioa izugarriak dira.Hau Balogun et al.51, Kamli et al.52 eta Adeleke et al.53 emaitzekin bat dator.Irudian ikusitako fluxu-laginaren masa-galeren batura.2a eta 2b %13,26 eta %8,43 dira, hurrenez hurren.Fluxu-laginen masa-galera txikiagoa irudian.2b TiO2 eta SiO2-ren fusio-puntu altuei zor zaie (1843 eta 1710 °C hurrenez hurren) fluxu-nahasketa osatzen duten oxido nagusi gisa54,55, TiO2 eta SiO2 fusio-puntu baxuagoak dituzten bitartean.urtze-puntua Oxido primarioa: CaCO3 (825 °C) irudiko fluxu-laginean.2a56.Fluxu-nahasteetan oxido primarioen urtze-puntuaren aldaketa hauek ondo jakinarazi dituzte Shi et al.54, Ringdalen et al.55 eta Du et al.56.2a eta 2b irudietan etengabeko pisu-galera ikusita, E1 eta E2 elektrodo-estalduretan erabilitako fluxu-laginek urrats bakarreko deskonposizioa jasaten dutela ondoriozta daiteke, Brown57-k iradokitzen duen moduan.Prozesuaren tenperatura-tartea irudiko kurb deribatuetatik (% pisua) ikus daiteke.2a eta b.TGA kurbak ezin duenez zehatz deskribatu fluxu-sistemak fase-aldaketa eta kristalizazioa jasaten duen tenperatura espezifikoa, TGA deribatua fenomeno bakoitzaren tenperatura-balio zehatza (fase-aldaketa) erabiltzen da fluxu-sistema prestatzeko gailur endotermiko gisa.
TGA-DTG kurbak (a) E1 elektrodo estaldurarako fluxu alkalinoaren eta (b) fluxu azidoaren deskonposizio termikoa erakusten duten E2 elektrodo estaldurarako.
4. taulan E1, E2 eta C elektrodoen bidez egindako DSS 2205 oinarrizko metalen eta analisi espektrofotometrikoen eta SEM-EDS analisiaren emaitzak agertzen dira.E1 eta E2-k erakutsi zuten kromoaren (Cr) edukia nabarmen jaitsi zela % 18,94 eta 17,04ra arte, eta molibdenoaren (Mo) edukia % 0,06 eta 0,08koa izan zela, hurrenez hurren.E1 eta E2 elektrodoekin soldaten balioak baxuagoak dira.Hau apur bat bat dator fase ferritiko-austenitikorako kalkulatutako PREN balioarekin SEM-EDS analisitik.Hori dela eta, ikus daiteke zuloa PREN balio baxuekin hasten dela fasean (E1 eta E2-ko soldadurak), funtsean 4. taulan deskribatzen den moduan. Hau aleazioaren agortzearen eta balitekeen prezipitazioaren adierazgarri da soldaduran.Ondoren, E1 eta E2 elektrodoen bidez ekoitzitako soldaduretan Cr eta Mo aleazio-elementuen edukiaren murrizketa eta haien pitting baliokide baxuko balioak (PREN) 4. taulan ageri dira, eta horrek arazo bat sortzen du ingurune agresiboetan erresistentzia mantentzeko, batez ere. kloruro-inguruneetan.- Ingurua daukana.% 11,14ko nikel (Ni) eduki nahiko altua eta E1 eta E2 elektrodoen soldadura junturan manganeso edukiaren muga onargarriak eragin positiboa izan dezakete itsasoko ura simulatzen duten baldintzetan erabilitako soldaduren propietate mekanikoetan (3. irudia). ).Yuan eta Oy58 eta Jing et al.48-en lanak erabiliz egin ziren, nikel eta manganeso altuen konposizioek funtzionamendu baldintza gogorretan DSS soldatutako egituren propietate mekanikoak hobetzeko duten eraginari buruz.
Trakzio-probaren emaitzak (a) UTS eta % 0,2ko sag YS eta (b) luzapen uniforme eta osoa eta haien desbideratze estandarrak.
Oinarrizko materialaren (BM) eta garatutako elektrodoetatik (E1 eta E2) eta merkataritzan eskuragarri dagoen elektrodo baten (C) egindako soldadura-junturak 90 A eta 110 A-ko bi soldadura-korronte ezberdinetan ebaluatu dira. 3(a) eta (b) Erakutsi UTS, YS % 0,2ko desplazamenduarekin, haien luzapen eta desbideratze estandarraren datuekin batera.UTS eta YS irudetatik lortutako % 0,2ko emaitzak konpentsatzen dituzte.3a laginaren balio optimoak erakusten ditu.1 (BM), lagin zk.3 (E1 soldadura), lagin zk.5 (E2 soldadura) eta lagin zk.6 (C-rekin soldadurak) 878 eta 616 MPa, 732 eta 497 MPa, 687 eta 461 MPa eta 769 eta 549 MPa dira, hurrenez hurren, eta dagozkien desbideratze estandarrak.irudetatik.110 A) 1, 2, 3, 6 eta 7 zenbakidun laginak dira, hurrenez hurren, Grocki32-k proposatutako trakzio-proban 450 MPa eta 620 MPa-tik gorako trakzio-proban gomendatutako gutxieneko trakzio-propietateekin.E1, E2 eta C elektrodoekin soldatzeko proben luzapena, 2., 3., 4., 5., 6. eta 7. zenbakiko laginek irudikatuta, 90 A eta 110 A-ko soldadura-korronteetan, hurrenez hurren, plastikotasuna eta zintzotasuna islatzen ditu.oinarrizko metalekiko erlazioa.Luzapen txikiagoa soldadura akats posibleekin edo elektrodo-fluxuaren osaerarekin azaldu zen (3b. irudia).Ondoriozta daiteke BM duplex altzairu herdoilgaitzak eta E1, E2 eta C elektrododun juntura soldatuak, oro har, trakzio propietate nabarmen handiagoak dituztela nikel-eduki nahiko altua dela eta (4. taula), baina propietate hori juntura soldatuetan ikusi da.E2 gutxiago eraginkorra fluxuaren konposizio azidotik lortzen da.Gunn59-k nikel-aleazioen eragina frogatu zuen soldatutako junturaren propietate mekanikoak hobetzeko eta faseen oreka eta elementuen banaketa kontrolatzeko.Honek berriro baieztatzen du oinarrizko fluxu-konposizioetatik egindako elektrodoek fluxu nahaste azidoetatik egindako elektrodoek baino propietate mekaniko hobeak dituztela, Bang et al.60-ek iradokitzen duen moduan.Horrela, trakzio-propietate onak dituen estalitako elektrodo berriaren (E1) juntura soldatuaren propietateei buruz dagoen ezagutzari ekarpen handia egin zaio.
irudian.4a eta 4b irudietan E1, E2 eta C elektrodoen juntura soldatuen lagin esperimentalen Vickersen mikrogogortasun-ezaugarriak erakusten dira. 4a 4a laginaren noranzko batetik (WZ-tik BM-ra) lortutako gogortasun-emaitzak erakusten ditu, eta irudian.4b-k laginaren bi aldeetan lortutako gogortasun-emaitzak erakusten ditu.2., 3., 4. eta 5. zenbakiko laginak soldatzean lortutako gogortasun-balioak, E1 eta E2 elektrodoekin soldatutako junturak direnean, soldadura-zikloetan solidotzean dagoen egitura lodiaren ondoriozkoak izan daitezke.Gogortasunaren gorakada nabarmena ikusi zen bai ale lodiko HAZean bai 2-7 zenbakietako lagin guztien ale fineko HAZn (ikus lagin-kodeak 2. taulan), eta hori azal daitekeen mikroegituraren aldaketa posible baten ondorioz. kromo-soldadura laginen ondoriozko soldadura isurietan aberatsa da (Cr23C6) .2., 3., 4. eta 5. beste soldadura-lagin batzuekin alderatuta, 6. eta 7. zk.ko laginen soldadura-loturen gogortasun-balioak.Goiko 4a eta 4b (2. taula).Mohammed et al.61 eta Nowacki eta Lukoje62-ren arabera, hau ferrita δ balio handiagatik eta induzitutako hondar-esfortzuengatik izan daiteke soldaduran, baita soldaduran Mo eta Cr bezalako aleazio-elementuen agortzea ere.Badirudi BMren eremuko lagin esperimental guztien gogortasun-balioak koherenteak direla.Soldatutako proben gogortasun-analisiaren emaitzen joera bat dator beste ikertzaile batzuen ondorioekin61,63,64.
DSS laginen soldatutako junturaren gogortasun-balioak (a) soldatutako proben sekzio erdia eta (b) soldatutako juntagailuen sekzio osoa.
Soldatutako DSS 2205 E1, E2 eta C elektrodoekin dauden fase ezberdinak lortu ziren eta 2\(\theta\) difrakzio angelurako XRD espektroak 5. irudian ageri dira. Austenitaren gailurrak (\(\gamma\)). ) eta ferrita (\(\alpha\)) faseak 43° eta 44°-ko difrakzio-angeluetan identifikatu ziren, soldadura-konposizioa 65 altzairu herdoilgaitza bifasikoa dela baieztatuz.DSS BMk fase austenitikoak (\(\gamma\)) eta ferritikoak (\(\alpha\)) baino ez dituela erakusten, 1. eta 2. irudietan aurkezten diren mikroegitura-emaitzak baieztatuz. 6c, 7c eta 9c.DSS BM-rekin ikusitako fase ferritikoa (\(\alpha\)) eta C elektrodoko soldaduran dagoen gailur altua bere korrosioarekiko erresistentziaren adierazgarri dira, fase honek altzairuaren korrosioarekiko erresistentzia areagotzea helburu duelako, Davison eta Redmond-ek66 egin duten bezala. Esan duenez, ferrita egonkortzeko elementuen presentziak, hala nola Cr eta Mo, modu eraginkorrean egonkortzen du materialaren film pasiboa kloruroa duten inguruneetan.5. taulan ferrita-austenitiko fasea ageri da metalografia kuantitatiboaren bidez.C elektrodoaren soldadura juntzetan ferrita-austenitiko fasearen bolumen-frakzioaren erlazioa lortzen da gutxi gorabehera (≈1:1).E1 eta E2 elektrodoak erabiltzen dituzten soldaduretako ferrita (\(\alpha\)) fase baxuko konposizioak bolumen frakzioaren emaitzetan (5. taula) ingurune korrosiboarekiko sentikortasun posiblea adierazten du, analisi elektrokimikoaren bidez baieztatu dena.berretsi da (10a, b. irudiak), ferrita faseak kloruroak eragindako estres korrosioaren pitzaduraren aurkako indar eta babes handia eskaintzen baitu.E1 eta E2 elektrodoen soldaduretan ikusitako gogortasun balio baxuek berresten dute.4a,b, altzairuzko egituran ferrita proportzio baxuak eragindakoak (5. taula).E2 elektrodoen bidez soldatutako juntzetan fase austenitiko (\(\gamma\)) eta ferritiko (\(\alpha\)) desorekatuak egoteak altzairuaren benetako zaurgarritasuna adierazten du korrosio-eraso uniformearen aurrean.Aitzitik, E1 eta C elektrodoekin soldatutako junturaren altzairu bifasikoen XPA espektroek, BMren emaitzekin batera, elementu egonkortzaile austenitiko eta ferritikoen presentzia adierazten dute normalean, eta horrek materiala eraikuntzan eta industria petrokimikoan erabilgarria bihurtzen du. , argudiatu zutelako Jimenez et al.65;Davidson eta Redmond66;Shamant eta beste67.
Soldadura geometria ezberdineko E1 elektrodoen juntura soldaten mikrografia optikoak: (a) HAZ fusio-lerroa erakusten duena, (b) HAZ fusio-lerroa handitze handiagoarekin erakusten duena, (c) BM fase ferritiko-austenitikorako, (d) soldadura-geometria. , (e) Inguruko trantsizio-eremua erakusten du, (f) HAZk fase ferritiko-austenitikoa erakusten du handitze handiagoz, (g) Soldadura-guneak fase ferritiko-austenitikoa erakusten du Trakzio-fasea.
E2 elektrodoen mikrografia optikoak soldadura-geometria ezberdinetan: (a) HAZ fusio-lerroa erakusten duena, (b) HAZ fusio-lerroa handitze handiago batean erakusten duena, (c) BM bulk fase ferritiko-austenitikorako, (d) soldadura-geometria, (e) ) inguruko trantsizio-eremua erakutsiz, (f) HAZ fase ferritiko-austenitikoa handitze handiagoz erakusten duena, (g) fase ferritiko-austenitikoa erakusten duen soldadura-eremua.
6a-c irudiek eta, adibidez, E1 elektrodo bat erabiliz soldatutako DSS junturen egitura metalografikoa erakusten dute soldadura-geometria ezberdinetan (6d irudia), mikrografia optikoak handitze desberdinetan non egin ziren adieraziz.irudian.6a, b, f - juntura soldatuen trantsizio-eremuak, ferrita-austenitaren fase-orekako egitura erakutsiz.7a-c eta, adibidez, E2 elektrodo bat erabiliz soldatutako DSS juntura baten OM-a ere erakusten dute soldadura-geometria ezberdinetan (7d irudia), OM analisi-puntuak handitze desberdinetan irudikatuz.irudian.7a,b,f-k oreka ferritiko-austenitikoan soldatutako juntura baten trantsizio-eremua erakusten dute.Soldadura eremuko OM (WZ) irudian ageri da.1 eta irud.2. E1 eta E2 6g eta 7g elektrodoetarako soldadurak, hurrenez hurren.OM on BM 1 eta 2 irudietan ageri da. Irudian.6c, e eta 7c, e-k, hurrenez hurren, E1 eta E2 elektrodoekin soldatutako juntagailuen kasua erakusten dute.Eremu argia austenita fasea da eta eremu beltz iluna ferrita fasea.Fusio-lerrotik gertu dagoen bero-eragindako eremuan (HAZ) fase-orekek Cr2N hauspeakadak eratu zirela adierazi zuten, irudietan SEM-BSE mikrografietan erakusten den moduan.8a,b eta irud.9a,b.Irudietako laginen ferrita fasean ikusitako Cr2N presentzia.8a,b eta SEM-EMF puntuaren analisiaren eta soldatutako piezen EMF lerro-diagramen bidez baieztatuta (9a-b. irudia), soldadura beroaren tenperatura altuagoa dela eta.Zirkulazioak kromoa eta nitrogenoa sartzea bizkortzen du, soldaduran tenperatura altuak nitrogenoaren difusio-koefizientea handitzen baitu.Emaitza hauek Ramirez et al.68 eta Herenyu et al.69en ikerketak onartzen dituzte, eta erakusten dutenez, nitrogeno-edukia edozein dela ere, Cr2N normalean ferrita aleetan, ale-mugetan eta α/\(\gamma\) mugetan metatzen da, halaber. beste ikertzaile batzuk.70,71.
(a) puntu SEM-EMF analisia (1, 2 eta 3) E2 duen juntura soldatu batena;
Lagin adierazgarrien gainazaleko morfologia eta haiei dagozkien EMFak irudietan ageri dira.10a–c.irudian.10a eta 10b irudietan E1 eta E2 elektrodoak erabiliz soldadura eremuan, hurrenez hurren, SEM mikrografiak eta haien EMF espektroak soldatutako junturak erakusten dituzte, eta irudian.10c-k SEM mikrografiak eta OMren EMF espektroak erakusten ditu austenita (\(\gamma\)) eta ferrita (\(\alpha\)) faseak dituzten prezipitaziorik gabe.10a irudiko EDS espektroan erakusten den bezala, Cr (% 21,69 pisua) eta Mo (%% 2,65 pisua) Ni % 6,25 pisuarekin alderatuta, ferrita-austenitiko faseari dagokion oreka zentzua ematen du.Kromo (% 15,97 pisua) eta molibdeno (% 1,06 pisua) edukiaren murrizketa handia duen mikroegitura, E2 elektrodoaren soldadura-junturaren mikroegituran nikel-eduki altuarekin alderatuta (% 10,08 pisua). irud.1. Konparatu.EMF espektroa 10b.Irudian ageri den WZn ikusten den egitura austenitiko pikor finagoko forma azikularra.10b-k soldadurako elementu ferritizatzaileak (Cr eta Mo) agortzea eta kromo nitruroa (Cr2N) prezipitatzea baieztatzen du -fase austenitikoa.Prezipitazio-partikulen banaketak DSS soldatutako junturaren austenitiko (\(\gamma\)) eta ferritiko (\(\alpha\)) faseen mugetan baieztatzen du baieztapen hori72,73,74.Honek ere korrosioaren errendimendu eskasa eragiten du, Cr altzairuaren tokiko korrosioarekiko erresistentzia hobetzen duen pelikula pasiboa osatzeko elementu nagusitzat hartzen baita59,75 10b irudian ikusten den bezala.Ikus daiteke 10c irudiko SEM mikrografiko BMak aleen fintasun handia erakusten duela bere EDS espektroaren emaitzek Cr (% 23,32 pisua), Mo (% 3,33 pisua) eta Ni (6,32 pisua) erakusten baitute.% propietate kimiko onak.%) aleazio-elementu garrantzitsu gisa DSS76 egituraren ferrita-austenitiko fasearen orekako mikroegitura egiaztatzeko.E1 elektrodoaren juntura soldatuen konposizioaren EMF analisi espektroskopikoaren emaitzek eraikuntzan eta ingurune apur bat oldarkorretan erabiltzea justifikatzen dute, mikroegiturako austenita formatzaileek eta ferrita-egonkortzaileek soldadurarako junturaetarako DSS AISI 220541.72 araua betetzen baitute, 77.
Soldadutako juntagailuen SEM mikrografiak, non (a) soldadura-eremuko E1 elektrodoak EMF espektroa duen, (b) soldadura-eremuko E2 elektrodoak EMF espektroa duen, (c) OM EMF espektroa duen.
Praktikan, DSS soldadurak modu guztiz ferritikoan (F-moduan) solidotzen direla ikusi da, austenita-nukleoak solvus ferritikoen tenperaturaren azpitik nukleatzen direla, hau da, batez ere, kromo eta nikel erlazio baliokidearen (Creq/Nieq) menpe dagoena (> 1,95 modua osatzen du F) Ikertzaile batzuek altzairuaren efektu hau nabaritu dute Cr eta Mo-k ferrita-fasean ferrita eratzeko elementu gisa hedatzeko gaitasun handia dela eta8078,79.Argi dago DSS 2205 BM-k Cr eta Mo kantitate handia duela (Creq handiagoa erakusten du), baina E1, E2 eta C elektrodoen soldadura baino Ni eduki txikiagoa duela, eta horrek Creq/Nieq ratio handiagoa laguntzen du.Hori ere nabaria da egungo azterketan, 4. taulan erakusten den bezala, non Creq/Nieq ratioa 1,95etik gorako DSS 2205 BMrako zehaztu zen.E1, E2 eta C elektrodoak dituzten soldadurak modu austenitiko-ferritikoan (AF moduan), austenitikoan (A moduan) eta ferritiko-austenitikoan, hurrenez hurren, gogortzen direla ikus daiteke, bulk moduaren eduki handiagoa dela eta (FA modua). .), 4. taulan ikusten den bezala, soldaduran Ni, Cr eta Mo edukia txikiagoa da, Creq/Nieq erlazioa BMrena baino txikiagoa dela adierazten du.E2 elektrodoen soldaduretako ferrita primarioak ferrita bermikularra zuen morfologia eta zehaztutako Creq/Nieq erlazioa 1,20koa izan zen 4. taulan deskribatzen den moduan.
irudian.11a irudiak zirkuitu irekiko potentziala (OCP) erakusten du denboraren aldean AISI DSS 2205 altzairuzko egitura baten % 3,5 NaCl disoluzioan.Ikus daiteke ORP kurba potentzial positiboago batera aldatzen dela, metal laginaren gainazalean pelikula pasibo bat agertzea adieraziz, potentzialaren jaitsierak korrosio orokortua adierazten du eta potentzial ia konstanteak denboran zehar bat sortzen duela adierazten du. film pasiboa denboran zehar., Laginaren gainazala egonkorra da eta itsaskorra du 77. Kurbek substratu esperimentalak baldintza egonkorretan irudikatzen dituzte %3,5 NaCl disoluzioa duen elektrolito bateko lagin guztientzat, 7. lagina izan ezik (soldadura-juntura C-elektrodoarekin), ezegonkortasun gutxi erakusten duena.Ezegonkortasun hori disoluzioan kloruro ioiak (Cl-) egotearekin konpara daiteke, korrosio-erreakzioa asko bizkortu daitekeelarik, korrosio-maila handituz.Potentzial aplikaturik gabeko OCP eskaneatzean egindako behaketek erakutsi zuten erreakzioko Cl-ak ingurune agresiboetan laginen erresistentzian eta egonkortasun termodinamikoan eragin dezakeela.Ma et al.81 eta Lotho et al.5-ek Cl-k substratuetako film pasiboen degradazioa bizkortzeko papera betetzen duela baieztatu zuen, eta, ondorioz, higadura gehiago eragiten du.
Aztertutako laginen analisi elektrokimikoa: (a) RSDaren bilakaera denboraren arabera eta (b) laginen polarizazio potentiodinamikoa % 3,5 NaCl disoluzioan.
irudian.11b-k E1, E2 eta C elektrodoen % 3,5 NaCl disoluzioaren eraginpean soldatutako junturaren polarizazio-kurben (PPC) potentzializazio-kurben analisi konparatiboa aurkezten du.Soldatutako BM laginek PPC eta % 3,5 NaCl disoluzioan portaera pasiboa erakutsi zuten.5. taulan PPC kurbetatik lortutako laginen analisi elektrokimikoko parametroak agertzen dira, hala nola Ecorr (korrosio-potentziala) eta Epit (pitting-corrosio-potentziala) eta haiei lotutako desbideraketak.2. eta 5. zenbakiko beste lagin batzuekin alderatuta, E1 eta E2 elektrodoekin soldatuta, 1. eta 7. zenbakiko laginek (BM eta C elektrodoarekin soldatutako junturak) NaCl disoluzioan pitting korrosiorako potentzial handia erakutsi zuten (11b. irudia). ).Lehenengoaren propietate pasibatzaile handiagoak bigarrenaren aldean altzairuaren konposizio mikroegituralaren oreka (fase austenitikoak eta ferritikoak) eta aleazio-elementuen kontzentrazioari zor zaizkio.Mikroegituran ferrita eta fase austenitikoak daudenez, Resendea et al.82-k DSS-ren portaera pasiboa onartzen zuen euskarri erasokorretan.E1 eta E2 elektrodoekin soldatutako laginen errendimendu baxua soldadura-eremuan (WZ) aleazio-elementu nagusien agortzearekin lotu daiteke, hala nola Cr eta Mo, ferrita fasea egonkortzen baitute (Cr eta Mo), gisa jokatzen baitute. pasivatzaileak Altzairu oxidatuen fase austenitikoan aleazioak.Elementu horien eragina pitting-erresistentzian handiagoa da fase austenitikoan fase ferritikoan baino.Hori dela eta, fase ferritikoak polarizazio-kurbaren lehen pasibazio-eskualdearekin lotutako fase austenitikoak baino azkarrago jasaten du.Elementu hauek DSS pitting erresistentzian eragin handia dute fase austenitikoan pitting erresistentzia handiagoa dutelako fase ferritikoarekin alderatuta.Beraz, ferrita fasearen pasibazio azkarra austenita fasearena baino %81 handiagoa da.Cl- disoluzioak altzairu-filmaren pasibazio-gaitasunean eragin negatibo handia duen arren83.Ondorioz, laginaren film pasibatzailearen egonkortasuna asko murriztuko da84.Taulatik.6 ere erakusten du E1 elektrodoarekin soldatutako junturaren korrosio-potentziala (Ecorr) zertxobait egonkorra dela disoluzioan, E2 elektrodoa duten juntura soldatutakoekin alderatuta.E1 eta E2 elektrodoak erabiliz soldaten gogortasunaren balio baxuek ere baieztatzen dute.4a,b, altzairuzko egituran ferrita eduki txikiagatik (5. taula) eta kromo eta molibdeno eduki txikiagatik (4. taula).Ondoriozta daiteke itsas ingurune simulatuan altzairuen korrosioarekiko erresistentzia handitu egiten dela soldadura-korronte txikiagoarekin eta gutxitzen dela Cr eta Mo eduki baxuarekin eta ferrita edukiarekin.Adierazpen hau koherentea da Salim et al.85-en ikerketa batekin, soldadura-korrontea bezalako soldadura-parametroek altzairu soldatuen korrosio-osotasunean duten eraginari buruz.Kloruroa altzairuan hainbat bideren bitartez barneratzen den heinean, kapilarren xurgapena eta difusioa adibidez, forma eta sakonera irregularreko hobiak (hobi-korrosioa) sortzen dira.Mekanismoa nabarmen desberdina da pH altuagoko soluzioetan, non inguruko (OH-) taldeak altzairuaren gainazalera besterik gabe erakartzen diren, film pasiboa egonkortuz eta altzairuaren gainazalari babes gehigarria eskainiz25,86.1. eta 7. zenbakiko laginen korrosioarekiko erresistentzia onena, batez ere, altzairuzko egituran δ-ferrita (5. taula) eta Cr eta Mo (4. taula) kopuru handi bat egoteari zor zaio. Pitting korrosio maila altzairuan dago batez ere, DSS metodoaren bidez soldatuta, piezen fase austenitikoko egituran.Beraz, aleazioen konposizio kimikoak paper erabakigarria du soldatutako juntagailuaren korrosioaren errendimenduan87,88.Horrez gain, ikerketa honetan E1 eta C elektrodoak erabiliz soldatutako aleek PPC kurbetatik Ecorr balio txikiagoak erakusten zituzten OCP kurbetatik E2 elektrodoa erabiliz soldatutakoek baino (5. taula).Beraz, anodo-eskualdea potentzial baxuagoan hasten da.Aldaketa hau, batez ere, laginaren gainazalean eratutako pasibazio geruzaren egonkortze partzialagatik eta OCP89 erabat egonkortu aurretik gertatzen den polarizazio katodikoa da.irudian.12a eta b-ek esperimentalki herdoildutako aleen 3D profilatzaile optikoko irudiak erakusten dituzte soldadura-baldintza ezberdinetan.Ikus daiteke laginen korrosio-tamaina handitzen dela 110 A-ko soldadura-korronte altuak sortzen duen pitting-korrosio-potentzialarekin (12b. irudia), soldadura-korronte ratio txikiagoa duten soldaduretan lortutako pitting-korrosioaren tamainaren parekoa. 90 A. (12a. irudia).Honek Mohammed90-en aldarrikapena berresten du laginaren gainazalean lagin-bandak sortzen direla gainazaleko pasibazio-filma suntsitzeko, substratua % 3,5eko NaCl disoluzio batean jarriz, kloruroa erasotzen has dadin, materiala disolbatzeraino.
4. taulako SEM-EDS analisiak erakusten du fase austenitiko bakoitzaren PREN balioak ferritarenak baino handiagoak direla soldadura eta BM guztietan.Ferrita/austenita interfazean pitting-a hasteak material pasiboaren geruza suntsitzea bizkortzen du, eremu horietan gertatzen diren elementuen deshomogeneotasun eta segregazioaren ondorioz91.Fase austenitikoan ez bezala, non pitting erresistentzia baliokidea (PRE) balio handiagoa den, fase ferritikoan pitting hasierako PRE balio baxuagoari zor zaio (4. taula).Austenita faseak badirudi austenita egonkortzaile kopuru esanguratsua duela (nitrogenoaren disolbagarritasuna), eta horrek elementu horren kontzentrazio handiagoa ematen du eta, beraz, pittingarekiko erresistentzia handiagoa92.
irudian.13. Irudiak E1, E2 eta C soldaduretarako pitting tenperatura-kurba kritikoak erakusten ditu.ASTM proban zehar korronte-dentsitatea 100 µA/cm2-ra igo zela kontuan hartuta, argi dago @110A soldadura E1-rekin pitting tenperatura kritiko minimoa 27,5 °C-ko gutxieneko pitting-a erakutsi zuela eta, ondoren, E2 @ 90A soldadura 40ko CPT-a erakusten duela. °C, eta C@110A kasuan CPT altuena 41 °C da.Behatutako emaitzak bat datoz polarizazio proben ikusitako emaitzekin.
Duplex altzairu herdoilgaitzezko soldaduren propietate mekanikoak eta korrosioaren portaera E1 eta E2 elektrodo berriak erabiliz ikertu dira.SMAW prozesuan erabilitako elektrodo alkalinoa (E1) eta elektrodo azidoa (E2) arrakastaz estali ziren 1,7 mm-ko estaldura-ratio orokorrarekin eta 2,40 eta 0,40 indize alkalinoarekin, hurrenez hurren.TGA erabiliz prestatutako fluxuen egonkortasun termikoa euskarri geldo batean ebaluatu da.Fluxu-matrizean TiO2 (%) eduki handia egoteak fluxu azidoz estalitako elektrodoen (E2) oinarrizko fluxuarekin estalitako elektrodoen aldean (E1) soldadura-eskoria hobetu zuen.Estalitako bi elektrodoek (E1 eta E2) arkua abiarazteko gaitasun ona badute ere.Soldadura-baldintzek, batez ere bero-sarrerak, soldadura-korronteak eta abiadurak, zeregin kritikoa dute DSS 2205 soldaten austenita/ferrita fasearen oreka eta soldaduraren propietate mekaniko bikainak lortzeko.E1 elektrodoarekin soldatutako junturek trakzio-propietate bikainak erakutsi zituzten (ebakidura % 0,2 YS = 497 MPa eta UTS = 732 MPa), oinarrizko fluxu estalitako elektrodoek basikotasun indize handia dutela baieztatuz fluxu azido estalitako elektrodoekin alderatuta.Elektrodoek propietate mekaniko hobeak dituzte alkalinitate baxuarekin.Begi bistakoa da estaldura berri batekin (E1 eta E2) elektrodoen juntura soldatuetan ez dagoela ferrita-austenitiko fasearen orekarik, soldatuaren OES eta SEM-EDS analisiak erabiliz eta bolumen-frakzioaren arabera kuantifikatu zena. soldadura.Metalografiak SEM azterketa baieztatu zuen.mikroegiturak.Hau da, batez ere, Cr eta Mo bezalako aleazio-elementuak agortu direlako eta soldatzean Cr2N askapen posiblea dela eta, EDS linearen eskaneatze bidez baieztatzen dena.E1 eta E2 elektrododun soldaduretan ikusitako gogortasun balio baxuek ere onartzen dute, altzairuzko egituran ferrita eta aleazio-elementuen proportzio txikia dutelako.E1 elektrodoa erabiltzen duten soldaketen Evidence Corrosion Potential (Ecorr) disoluzioaren korrosioarekiko apur bat erresistentzia txikiagoa dela frogatu da E2 elektrodoa erabiltzen duten solderekin alderatuta.Horrek berresten du garatu berri diren elektrodoen eraginkortasuna % 3,5 NaCl ingurunean fluxu-nahastearen aleazio-konposiziorik gabe probatutako soldaduretan.Ondoriozta daiteke itsas ingurune simulatuan korrosioarekiko erresistentzia handitzen dela soldadura-korronte txikiagoarekin.Horrela, karburoen eta nitruroen prezipitazioa eta E1 eta E2 elektrodoen bidez soldatutako junturaren korrosioarekiko erresistentzia gutxitzea soldatze-korronte handitzearen ondorioz azaldu zen, eta horrek helburu bikoitzeko altzairuetatik soldatutako junturaren fase-balantzean desoreka ekarri zuen.
Eskatuz gero, ikerketa honetarako datuak dagokion egileak emango ditu.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. eta Liimatainen J. Hauts-metalurgiako prentsaketa isostatiko beroaren bidez eratutako super duplex altzairu herdoilgaitzaren mikroegitura tratamendu termiko industrialean.Metala.alma mater.trantzea.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. eta Kitagawa Y. Microegituraren kontrola altzairu herdoilgaitz modernoak elkartzean.Energia Elektromagnetiko Aurreraturako Material Berriak Prozesatzen, 419–422 (2005).
Smook O. Hauts metalurgia modernoko super duplex altzairu herdoilgaitzen mikroegitura eta propietateak.Teknologia Errege Institutua (2004)
Lotto, TR eta Babalola, P. Polarization Corrosion Behavior and Microestructural Analysis of AA1070 aluminio eta silizio karburoaren matrize konposatuen azido kloruroen kontzentrazioetan.Ingeniari limurtzailea.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. eta Ferro P. Soldadura-prozesua, mikroegitura-aldaketa eta duplex eta super duplex altzairu herdoilgaitzen azken propietateak.Duplex altzairu herdoilgaitza 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. eta Karaaslan A. Korrosioarekiko erresistenteak diren altzairu bifasikoetan jalkitze-prozesuan annealing-denboraren eta hozte-abiaduraren eragina.Metala.zientzia.tratamendu termikoa.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S eta Ravi K. Lean duplex altzairu herdoilgaitzak (LDSS) garatzea propietate mekaniko eta korrosio bikainak dituzten laborategian.alma mater aurreratua.biltegiratze depositua.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. eta Isgor OB Super duplex altzairu herdoilgaitzezko estaldura-geruzen propietate metalurgikoak eta elektrokimikoak hauts geruza batean laser aleazio bidez lortutako altzairu leuneko substratuetan.zientzia.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. eta Kuroda, K. Altzairu herdoilgaitz austenitikoetan nikela aurrezteko ahaleginak.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. eta Gonome F. Lean duplex altzairu herdoilgaitzezko serie berri baten garapena.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Txosten Teknikoa 126. zenbakia (2021).