Përbërja kimike e tubit të mbështjellë prej çeliku inoks 321 Vetitë mekanike dhe sjellja ndaj korrozionit të një saldimi të dyfishtë çeliku inox me një elektrodë të re

Faleminderit që vizituat Nature.com.Ju jeni duke përdorur një version të shfletuesit me mbështetje të kufizuar CSS.Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer).Përveç kësaj, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne e shfaqim sajtin pa stile dhe JavaScript.
Rrëshqitës që tregojnë tre artikuj për rrëshqitje.Përdorni butonat e pasëm dhe të ardhshëm për të lëvizur nëpër rrëshqitje, ose butonat e kontrolluesit të rrëshqitjes në fund për të lëvizur nëpër secilën rrëshqitje.

Përbërja kimike e tubit me spirale prej çeliku inox 321

Përbërja kimike e tubit të mbështjelljes prej çeliku inox 321 është si më poshtë:
- Karboni: 0.08% max
- Mangani: 2.00% max
- Nikel: 9.00% min

Vetitë mekanike të tubit të mbështjelljes prej çeliku inox 321

Sipas Prodhuesit të tubave të mbështjelljes prej çeliku inox 321, vetitë mekanike të tubit të mbështjelljes prej çeliku inox 321 janë tabeluar më poshtë: Rezistenca në tërheqje (psi) Forca e rrjedhshmërisë (psi) Zgjatja (%)

Aplikimet dhe përdorimet e tubit të mbështjelljes prej çeliku inox 321

Në shumë aplikime inxhinierike, vetitë mekanike dhe korrozioni të strukturave të salduara prej çeliku të pandryshkshëm (DSS) janë faktorët më të rëndësishëm.Studimi aktual hetoi vetitë mekanike dhe rezistencën ndaj korrozionit të saldimeve të çelikut të pandryshkshëm në një mjedis që simulon 3,5% NaCl duke përdorur një elektrodë të re të projektuar posaçërisht pa shtimin e elementeve aliazh në mostrat e fluksit.Dy lloje të ndryshme fluksesh me një indeks bazë prej 2.40 dhe 0.40 u përdorën në elektrodat E1 dhe E2 për saldimin e pllakave DSS, respektivisht.Stabiliteti termik i përbërjeve të fluksit u vlerësua duke përdorur analizën termogravimetrike.Përbërja kimike si dhe vetitë mekanike dhe korrozioni të nyjeve të salduara u vlerësuan duke përdorur spektroskopinë e emetimeve në përputhje me standardet e ndryshme ASTM.Difraksioni me rreze X përdoret për të përcaktuar fazat e pranishme në saldimet DSS dhe elektroni skanues me EDS përdoret për të inspektuar mikrostrukturën e saldimeve.Forca në tërheqje e nyjeve të salduara të bëra nga elektroda E1 ishte brenda 715-732 MPa, nga elektroda E2 - 606-687 MPa.Rryma e saldimit është rritur nga 90 A në 110 A, si dhe është rritur edhe fortësia.Lidhjet e salduara me elektroda E1 të veshura me flukse bazë kanë veti mekanike më të mira.Struktura e çelikut ka rezistencë të lartë korrozioni në një mjedis 3.5% NaCl.Kjo konfirmon funksionimin e nyjeve të salduara të bëra me elektroda të reja të zhvilluara.Rezultatet diskutohen në lidhje me pakësimin e elementeve aliazh si Cr dhe Mo të vërejtur në saldimet me elektroda të veshura E1 dhe E2, dhe çlirimin e Cr2N në saldimet e bëra duke përdorur elektroda E1 dhe E2.
Historikisht, përmendja e parë zyrtare e çelikut të pandryshkshëm të dyfishtë (DSS) daton në vitin 1927, kur ai u përdor vetëm për derdhje të caktuara dhe nuk u përdor në shumicën e aplikacioneve teknike për shkak të përmbajtjes së tij të lartë të karbonit1.Por më pas, përmbajtja standarde e karbonit u reduktua në një vlerë maksimale prej 0.03%, dhe këta çelik u përdorën gjerësisht në fusha të ndryshme2,3.DSS është një familje lidhjesh me sasi afërsisht të barabarta ferriti dhe austeniti.Hulumtimet kanë treguar se faza ferritike në DSS ofron mbrojtje të shkëlqyeshme kundër plasaritjes së korrozionit të stresit të shkaktuar nga kloruri (SCC), i cili ishte një çështje e rëndësishme për çeliqet inox austenitikë (ASS) në shekullin e 20-të.Nga ana tjetër, në disa industri inxhinierike dhe industri të tjera4 kërkesa për ruajtje po rritet me një normë deri në 20% në vit.Ky çelik inovativ me strukturë austenitiko-ferritike dyfazore mund të merret me përzgjedhje të përshtatshme të përbërjes, rafinim fiziko-kimik dhe termomekanik.Krahasuar me çelikun e pandryshkshëm njëfazor, DSS ka një forcë më të lartë rendimenti dhe aftësi superiore për t'i bërë ballë SCC5, 6, 7, 8. Struktura e dyfishtë u jep këtyre çeliqeve forcë të patejkalueshme, qëndrueshmëri dhe rritje të rezistencës ndaj korrozionit në mjedise agresive që përmbajnë acide, kloride acide, uji i detit dhe kimikatet gërryese9.Për shkak të luhatjeve vjetore të çmimeve të lidhjeve të nikelit (Ni) në tregun e përgjithshëm, struktura DSS, veçanërisht tipi me nikel të ulët (DSS i ligët), ka arritur shumë arritje të jashtëzakonshme në krahasim me hekurin kub me qendër në fytyrë (FCC)10, 11. Problemi i modeleve të ASE është se ato u nënshtrohen kushteve të ndryshme të vështira.Prandaj, departamente dhe kompani të ndryshme inxhinierike po përpiqen të promovojnë çelik inoks alternativë me nikel të ulët (Ni) që performojnë po aq mirë ose më mirë se ASS tradicionale me saldueshmëri të përshtatshme dhe që përdoren në aplikime industriale si shkëmbyesit e nxehtësisë së ujit të detit dhe industria kimike.enë 13 për mjedise me përqendrim të lartë të klorureve.
Në progresin modern teknologjik, prodhimi i salduar luan një rol jetik.Në mënyrë tipike, anëtarët strukturorë DSS bashkohen me saldim me hark të mbrojtur me gaz ose saldim me hark të mbrojtur me gaz.Saldimi ndikohet kryesisht nga përbërja e elektrodës së përdorur për saldim.Elektrodat e saldimit përbëhen nga dy pjesë: metali dhe fluksi.Më shpesh, elektrodat janë të veshura me fluks, një përzierje metalesh që, kur dekompozohen, lëshojnë gazra dhe formojnë një skorje mbrojtëse për të mbrojtur saldimin nga ndotja, për të rritur qëndrueshmërinë e harkut dhe për të shtuar një përbërës aliazh për të përmirësuar cilësinë e saldimit14 .Gize, alumini, çelik inox, çeliku i butë, çeliku me rezistencë të lartë, bakri, bronzi dhe bronzi janë disa nga metalet e elektrodës së saldimit, ndërsa celuloza, pluhuri i hekurit dhe hidrogjeni janë disa nga materialet e fluksit të përdorur.Ndonjëherë natriumi, titani dhe kaliumi shtohen gjithashtu në përzierjen e fluksit.
Disa studiues janë përpjekur të studiojnë efektin e konfigurimit të elektrodës në integritetin mekanik dhe korrozionin e strukturave të salduara të çelikut.Singh et al.15 hulumtoi efektin e përbërjes së fluksit në zgjatjen dhe rezistencën në tërheqje të saldimeve të salduara nga saldimi me hark në ujë.Rezultatet tregojnë se CaF2 dhe NiO janë përcaktuesit kryesorë të rezistencës në tërheqje në krahasim me praninë e FeMn.Chirag et al.16 hetuan komponimet SMAW duke ndryshuar përqendrimin e rutilit (TiO2) në një përzierje të fluksit të elektrodës.U zbulua se vetitë e mikrofortësisë u rritën për shkak të rritjes së përqindjes dhe migrimit të karbonit dhe silikonit.Kumar [17] studioi projektimin dhe zhvillimin e flukseve të grumbulluara për saldimin me hark të zhytur të fletëve të çelikut.Nwigbo dhe Atuanya18 hetuan përdorimin e lidhësve silikat natriumi të pasur me kalium për prodhimin e flukseve të saldimit me hark dhe gjetën saldime me një rezistencë të lartë në tërheqje prej 430 MPa dhe një strukturë të pranueshme kokrrizash.Lothongkum et al.19 përdorën një metodë potenciokinetike për të studiuar fraksionin vëllimor të austenitit në çelik inoks të dyfishtë 28Cr-7Ni-O-0.34N në një zgjidhje NaCl të ngopur me ajër në një përqendrim prej 3.5% wt.në kushte pH.dhe 27°C.Të dy çeliqet inox dupleks dhe mikro dupleks tregojnë të njëjtin efekt të azotit në sjelljen e korrozionit.Azoti nuk ndikoi në potencialin ose shkallën e korrozionit në pH 7 dhe 10, megjithatë, potenciali i korrozionit në pH 10 ishte më i ulët se në pH 7. Nga ana tjetër, në të gjitha nivelet e pH të studiuara, potenciali filloi të rritet me rritjen e përmbajtjes së azotit .Lacerda etj.20 studiuan gropat e çeliqeve inox të dyfishtë UNS S31803 dhe UNS S32304 në tretësirë ​​3,5% NaCl duke përdorur polarizimin ciklik potenciodinamik.Në një tretësirë ​​3.5 wt.% të NaCl, u gjetën shenja të groposjes në dy pllakat e çelikut të hulumtuara.Çeliku UNS S31803 ka një potencial më të lartë korrozioni (Ecorr), potencial gropash (Epit) dhe rezistencë polarizimi (Rp) sesa çeliku UNS S32304.Çeliku UNS S31803 ka një repasivitet më të lartë se çeliku UNS S32304.Sipas një studimi nga Jiang et al.[21], kulmi i riaktivizimit që korrespondon me fazën e dyfishtë (faza e austenitit dhe ferritit) të çelikut të pandryshkshëm të dyfishtë përfshin deri në 65% të përbërjes së ferritit dhe densiteti i rrymës së riaktivizimit të ferritit rritet me rritjen e kohës së trajtimit termik.Dihet mirë se fazat austenitike dhe ferritike shfaqin reaksione të ndryshme elektrokimike në potenciale të ndryshme elektrokimike21,22,23,24.Abdo et al.25 përdorën matjet potenciodinamike të spektroskopisë së polarizimit dhe spektroskopisë së impedancës elektrokimike për të studiuar korrozionin elektrokimik të aliazhit 2205 DSS të salduar me lazer në ujin artificial të detit (3,5% NaCl) në kushte të aciditetit dhe alkalinitetit të ndryshëm.Në sipërfaqet e ekspozuara të ekzemplarëve të testuar DSS u vu re korrozioni i gropave.Bazuar në këto gjetje, u konstatua se ekziston një lidhje proporcionale midis pH-së së mediumit tretës dhe rezistencës së filmit të formuar në procesin e transferimit të ngarkesës, gjë që ndikon drejtpërdrejt në formimin e gropës dhe specifikimin e tij.Qëllimi i këtij studimi ishte të kuptonte se si një përbërje e sapo zhvilluar e elektrodës saldimi ndikon në integritetin mekanik dhe rezistent ndaj konsumit të DSS 2205 të salduar në një mjedis 3.5% NaCl.
Mineralet e fluksit (përbërësit) të përdorur në formulimet e veshjes së elektrodave ishin Karbonat Kalciumi (CaCO3) nga distrikti Obajana, Shteti Kogi, Nigeri, fluori i kalciumit (CaF2) nga shteti Taraba, Nigeri, dioksidi i silikonit (SiO2), pluhuri i Talkut (Mg103OHi ) )2) dhe rutili (TiO2) u morën nga Jos, Nigeri, dhe kaolini (Al2(OH)4Si2O5) u mor nga Kankara, Shteti Katsina, Nigeri.Si lidhës përdoret silikati i kaliumit, ai merret nga India.
Siç tregohet në tabelën 1, oksidet përbërëse u peshuan në mënyrë të pavarur në një bilanc dixhital.Më pas u përzie me një lidhës silikat kaliumi (23% ndaj peshës) në një mikser elektrik (modeli: 641-048) nga Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) për 30 minuta për të marrë një pastë homogjene gjysmë të ngurtë.Fluksi i përzier i lagësht shtypet në një formë cilindrike nga makina e briketimit dhe futet në dhomën e nxjerrjes me një presion prej 80 deri në 100 kg/cm2, dhe nga dhoma e ushqimit të telit futet në ekstruderin e telit inox me diametër 3,15 mm.Fluksi ushqehet përmes një sistemi grykë/die dhe injektohet në ekstruder për të nxjerrë elektrodat.Është marrë një faktor mbulimi prej 1.70 mm, ku faktori i mbulimit është përcaktuar si raporti i diametrit të elektrodës me diametrin e fijes.Më pas elektrodat e veshura u thanë në ajër për 24 orë dhe më pas u kalcinuan në një furrë muffle (modeli PH-248-0571/5448) në 150–250 °C\(-\) për 2 orë.Përdorni ekuacionin për të llogaritur alkalinitetin e rrjedhës.(1) 26;
Stabiliteti termik i mostrave të fluksit të përbërjeve E1 dhe E2 u përcaktua duke përdorur analizën termogravimetrike (TGA).Një mostër prej përafërsisht 25.33 mg fluksi u ngarkua në TGA për analizë.Eksperimentet u kryen në një mjedis inert të marrë nga një rrjedhje e vazhdueshme e N2 me një shpejtësi prej 60 ml/min.Mostra u nxeh nga 30°C në 1000°C me një shpejtësi ngrohjeje prej 10°C/min.Duke ndjekur metodat e përmendura nga Wang et al.27, Xu et al.28 dhe Dagwa et al.29, dekompozimi termik dhe humbja e peshës së mostrave në temperatura të caktuara u vlerësuan nga parcelat TGA.
Përpunoni dy pllaka DSS 300 x 60 x 6 mm për t'u përgatitur për saldim.Brazda V është projektuar me një hendek rrënjë 3 mm, vrimë rrënjë 2 mm dhe një kënd 60°.Pllaka më pas u shpëla me aceton për të hequr ndotësit e mundshëm.Saldoni pllakat duke përdorur një saldator me hark metalik të mbrojtur (SMAW) me polaritet pozitiv të elektrodës së rrymës së drejtpërdrejtë (DCEP) duke përdorur elektroda të veshura (E1 dhe E2) dhe një elektrodë referimi (C) me diametër 3,15 mm.Përpunimi me shkarkim elektrik (EDM) (Modeli: Excetek-V400) është përdorur për të përpunuar ekzemplarë çeliku të salduar për testime mekanike dhe karakterizim korrozioni.Tabela 2 tregon kodin dhe përshkrimin e shembullit, dhe Tabela 3 tregon parametrat e ndryshëm të funksionimit të saldimit të përdorura për saldimin e tabelës DSS.Ekuacioni (2) përdoret për të llogaritur inputin përkatës të nxehtësisë.
Duke përdorur një spektrometër të emetimit optik Bruker Q8 MAGELLAN (OES) me gjatësi vale 110 deri në 800 nm dhe softuerin e bazës së të dhënave SQL, u përcaktua përbërja kimike e nyjeve të saldimit të elektrodave E1, E2 dhe C, si dhe mostrat e metalit bazë.përdor hendekun midis elektrodës dhe mostrës së metalit në provë Gjeneron energji elektrike në formën e një shkëndije.Një mostër e komponentëve avullohet dhe spërkatet, e ndjekur nga ngacmimi atomik, i cili më pas lëshon një spektër të linjës specifike31.Për analizën cilësore të kampionit, tubi i fotoshumëzuesit mat praninë e një spektri të dedikuar për çdo element, si dhe intensitetin e spektrit.Pastaj përdorni ekuacionin për të llogaritur numrin ekuivalent të rezistencës së vrimës (PREN).(3) Raporti 32 dhe diagrami i gjendjes WRC 1992 përdoren për të llogaritur ekuivalentët e kromit dhe nikelit (Creq dhe Nieq) nga ekuacionet.(4) dhe (5) janë respektivisht 33 dhe 34;
Vini re se PREN merr parasysh vetëm ndikimin pozitiv të tre elementëve kryesorë Cr, Mo dhe N, ndërsa faktori i azotit x është në intervalin 16-30.Në mënyrë tipike, x zgjidhet nga lista me 16, 20 ose 30. Në kërkimet mbi çeliqet inox dupleks, një vlerë e ndërmjetme prej 20 përdoret më së shpeshti për të llogaritur vlerat PREN35,36.
Lidhjet e salduara të bëra duke përdorur elektroda të ndryshme u testuan në tërheqje në një makinë testimi universal (Instron 8800 UTM) me një shkallë sforcimi prej 0,5 mm/min në përputhje me ASTM E8-21.Rezistenca në tërheqje (UTS), 0.2% forca e rendimentit në prerje (YS) dhe zgjatja u llogaritën sipas ASTM E8-2137.
Saldimet DSS 2205 fillimisht u bluan dhe u lustruan duke përdorur madhësi të ndryshme grish (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 dhe 1200) përpara analizës së fortësisë.Mostrat e salduara janë bërë me elektroda E1, E2 dhe C. Fortësia matet në dhjetë (10) pika nga qendra e saldimit në metalin bazë me një interval prej 1 mm.
Difraktometri me rreze X (D8 Discover, Bruker, Gjermani) i konfiguruar me softuerin Bruker XRD Commander për mbledhjen e të dhënave dhe rrezatim Cu-K-α të filtruar me Fe me një energji prej 8,04 keV që korrespondon me një gjatësi vale prej 1,5406 Å dhe një shpejtësi skanimi prej 3 ° Gama e skanimit (2θ) min-1 është 38 deri në 103° për analizën fazore me elektroda E1, E2 dhe C dhe BM të pranishme në saldimet DSS.Metoda e përsosjes Rietveld u përdor për të indeksuar fazat përbërëse duke përdorur softuerin MAUD të përshkruar nga Lutterotti39.Bazuar në ASTM E1245-03, u krye një analizë sasiore metalografike e imazheve mikroskopike të nyjeve të saldimit të elektrodave E1, E2 dhe C duke përdorur softuerin Image J40.Rezultatet e llogaritjes së fraksionit vëllimor të fazës ferrit-austenitike, vlera mesatare dhe devijimi i tyre janë dhënë në tabelë.5. Siç tregohet në konfigurimin e mostrës në fig.6d, u krye analiza me mikroskop optik (OM) në PM dhe nyjet e salduara me elektroda E1 dhe E2 për të studiuar morfologjinë e mostrave.Mostrat u lustruan me letër zmerile 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 dhe 2000 grish karabit silikoni (SiC).Mostrat u gravunë elektrolitikisht në një tretësirë ​​ujore të acidit oksalik 10% në temperaturën e dhomës në tension 5 V për 10 s dhe u vendosën në një mikroskop optik LEICA DM 2500 M për karakterizimin morfologjik.Lustrimi i mëtejshëm i kampionit u krye duke përdorur letër silic karbit (SiC) 2500 grit për analizën SEM-BSE.Përveç kësaj, nyjet e salduara u ekzaminuan për mikrostrukturë duke përdorur një mikroskop elektronik skanues të emetimit të fushës me rezolucion ultra të lartë (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) të pajisur me një EMF.Një kampion 20 × 10 × 6 mm u blua duke përdorur letra zmerile të ndryshme SiC me madhësi nga 120 në 2500. Mostrat u gdhendën elektrolitikisht në 40 g NaOH dhe 100 ml ujë të distiluar me një tension prej 5 V për 15 s, dhe më pas montuar në një mbajtës kampioni, të vendosur në dhomën SEM, për analizimin e mostrave pas pastrimit të dhomës me azot.Një rreze elektronike e krijuar nga një filament tungsteni i ndezur krijon një grilë në mostër për të prodhuar imazhe në zmadhime të ndryshme dhe rezultatet EMF janë marrë duke përdorur metodat e Roche et al.41 dhe Mokobi 42 .
Një metodë polarizimi elektrokimik potenciodinamik sipas ASTM G59-9743 dhe ASTM G5-1444 u përdor për të vlerësuar potencialin e degradimit të pllakave DSS 2205 të salduara me elektroda E1, E2 dhe C në një mjedis 3,5% NaCl.Testet elektrokimike u kryen duke përdorur një aparat Potentiostat-Galvanostat/ZRA të kontrolluar nga kompjuteri (modeli: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Testimi elektrokimik u krye në një strukturë testimi me tre elektroda: DSS 2205 si elektrodë pune, elektrodë kalomele e ngopur (SCE) si elektrodë referencë dhe shufër grafiti si elektrodë kundër.Matjet u kryen duke përdorur një qelizë elektrokimike, në të cilën zona e veprimit të tretësirës ishte zona e elektrodës së punës 0,78 cm2.Matjet u bënë midis potencialeve -1,0 V në +1,6 V në një OCP të para-stabilizuar (në raport me OCP) me një shpejtësi skanimi prej 1,0 mV/s.
Testet e temperaturës kritike të gropës elektrokimike u kryen në 3,5% NaCl për të vlerësuar rezistencën e gropës së saldimeve të bëra me elektroda E1, E2 dhe C.qartë mbi potencialin e groposjes në PB (midis rajoneve pasive dhe transpassive), dhe ekzemplarëve të salduar me E1, E2, Elektroda C. Prandaj, matjet CPT kryhen për të përcaktuar me saktësi potencialin e hapjes së materialeve konsumuese të saldimit.Testimi CPT u krye në përputhje me raportet e saldimit të çelikut të pandryshkshëm45 dhe ASTM G150-1846.Nga secili prej çeliqeve që do të saldohen (S-110A, E1-110A, E2-90A), u prenë mostra me një sipërfaqe prej 1 cm2, duke përfshirë bazën, saldimin dhe zonat HAZ.Mostrat u lustruan duke përdorur letër zmerile dhe një pluhur alumini 1 μm në përputhje me procedurat standarde të përgatitjes së mostrës metalografike.Pas lustrimit, mostrat u pastruan me ultratinguj në aceton për 2 min.Një zgjidhje testuese 3,5% NaCl iu shtua qelizës së testit CPT dhe temperatura fillestare u rregullua në 25°C duke përdorur një termostat (Neslab RTE-111).Pas arritjes së temperaturës fillestare të provës prej 25°C, gazi Ar u fry për 15 minuta, më pas mostrat u vendosën në qelizë dhe OCF u mat për 15 minuta.Mostra u polarizua më pas duke aplikuar një tension prej 0.3 V në një temperaturë fillestare prej 25°C dhe rryma u mat për 10 min45.Filloni të ngrohni tretësirën me një shpejtësi prej 1 °C/min deri në 50 °C.Gjatë ngrohjes së tretësirës së provës, sensori i temperaturës përdoret për të monitoruar vazhdimisht temperaturën e tretësirës dhe për të ruajtur të dhënat e kohës dhe temperaturës, dhe potenciostati/galvanostati përdoret për të matur rrymën.Një elektrodë grafiti u përdor si kundër-elektrodë dhe të gjitha potencialet u matën në lidhje me elektrodën referuese Ag/AgCl.Pastrimi i argonit u krye gjatë gjithë testit.
Në fig.1 tregon përbërjen (në përqindje të peshës) të përbërësve të fluksit F1 dhe F2 të përdorur për prodhimin e elektrodave alkaline (E1) dhe acidike (E2), përkatësisht.Indeksi i bazueshmërisë së fluksit përdoret për të parashikuar vetitë mekanike dhe metalurgjike të nyjeve të salduara.F1 është përbërësi i fluksit të përdorur për të veshur elektrodat E1, i cili quhet fluks alkalik sepse indeksi i tij bazë është > 1.2 (dmth 2.40), dhe F2 është fluksi i përdorur për të veshur elektrodat E2, i quajtur fluks acid për shkak të bazueshmërisë së tij. indeksi < 0,9 (dmth 2,40).0.40).Është e qartë se elektrodat e veshura me flukse bazë në shumicën e rasteve kanë veti mekanike më të mira se elektrodat e veshura me flukse acidike.Kjo karakteristikë është funksion i dominimit të oksidit bazë në sistemin e përbërjes së fluksit për elektrodën E1.Përkundrazi, heqja e skorjeve (ndashmëria) dhe spërkatja e ulët e vërejtur në nyjet e salduara me elektroda E2 janë karakteristike për elektrodat me një shtresë fluksi acidik me përmbajtje të lartë rutile.Ky vëzhgim është në përputhje me gjetjet e Gill47 se efekti i përmbajtjes së rutilit në shkëputjen e skorjeve dhe spërkatja e ulët e elektrodave të veshura me fluks acid kontribuon në ngrirjen e shpejtë të skorjeve.Kaolini në sistemin e fluksit të përdorur për veshjen e elektrodave E1 dhe E2 u përdor si lubrifikant, dhe pluhuri i talkut përmirësoi ekstrudueshmërinë e elektrodave.Lidhësit e silikatit të kaliumit në sistemet e fluksit kontribuojnë në ndezjen më të mirë të harkut dhe stabilitetin e performancës, dhe, përveç vetive të tyre ngjitëse, përmirësojnë ndarjen e skorjeve në produktet e salduara.Meqenëse CaCO3 është një ndërprerës neto (shkëputës i skorjeve) në fluks dhe tenton të gjenerojë shumë tym gjatë saldimit për shkak të dekompozimit termik në CaO dhe rreth 44% CO2, TiO2 (si një ndërtues rrjete / formues i skorjes) ndihmon në uljen e sasisë tymi gjatë saldimit.saldimi dhe në këtë mënyrë përmirësohet shkëputja e skorjeve siç sugjerohet nga Jing et al.48.Fluksi i fluorit (CaF2) është një fluks kimikisht agresiv që përmirëson pastërtinë e saldimit.Jastrzębska et al.49 raportoi efektin e përbërjes së fluorit të kësaj përbërje fluksi në vetitë e pastërtisë së saldimit.Në mënyrë tipike, fluksi shtohet në zonën e saldimit për të përmirësuar qëndrueshmërinë e harkut, për të shtuar elementë aliazh, për të krijuar skorje, për të rritur produktivitetin dhe për të përmirësuar cilësinë e pishinës së saldimit 50.
Lakoret TGA-DTG të paraqitura në Fig.2a dhe 2b tregojnë një humbje peshe me tre faza pas ngrohjes në intervalin e temperaturës 30-1000°C në një atmosferë azoti.Rezultatet në figurat 2a dhe b tregojnë se për mostrat e fluksit bazë dhe acid, kurba TGA bie drejt e poshtë derisa të bëhet më në fund paralele me boshtin e temperaturës, rreth 866,49°C dhe 849,10°C respektivisht.Humbja e peshës prej 1.30% dhe 0.81% në fillim të kurbave TGA në Fig. 2a dhe 2b është për shkak të lagështisë së përthithur nga përbërësit e fluksit, si dhe avullimit dhe dehidrimit të lagështisë sipërfaqësore.Zbërthimet kryesore të mostrave të fluksit kryesor në fazën e dytë dhe të tretë në fig.2a ndodhi në intervalet e temperaturës 619,45°C–766,36°C dhe 766,36°C–866,49°C, dhe përqindja e humbjes së peshës së tyre ishte 2,84 dhe 9,48%., respektivisht.Ndërsa për mostrat e fluksit acidik në figurën 7b, të cilat ishin në intervalet e temperaturës 665,23°C–745,37°C dhe 745,37°C–849,10°C, humbja e peshës së tyre në përqindje ishte përkatësisht 0,81 dhe 6,73%, gjë që i atribuohej zbërthimi termik.Meqenëse përbërësit e fluksit janë inorganikë, të paqëndrueshmet janë të kufizuara në përzierjen e fluksit.Prandaj, reduktimi dhe oksidimi janë të tmerrshëm.Kjo është në përputhje me rezultatet e Balogun et al.51, Kamli et al.52 dhe Adeleke et al.53.Shuma e humbjes së masës së kampionit të fluksit të vërejtur në fig.2a dhe 2b është përkatësisht 13.26% dhe 8.43%.Humbje më e vogël në masë e mostrave të fluksit në fig.2b është për shkak të pikave të larta të shkrirjes së TiO2 dhe SiO2 (përkatësisht 1843 dhe 1710°C) si oksidet kryesore që përbëjnë përzierjen e fluksit54,55, ndërsa TiO2 dhe SiO2 kanë pika shkrirjeje më të ulëta.pika e shkrirjes Oksidi primar: CaCO3 (825 °C) në kampionin e fluksit në fig.2a56.Këto ndryshime në pikën e shkrirjes së oksideve primare në përzierjet e fluksit raportohen mirë nga Shi et al.54, Ringdalen et al.55 dhe Du et al.56.Duke vëzhguar humbjen e vazhdueshme të peshës në Fig. 2a dhe 2b, mund të konkludohet se mostrat e fluksit të përdorur në veshjet e elektrodave E1 dhe E2 i nënshtrohen dekompozimit me një hap, siç sugjerohet nga Brown57.Gama e temperaturës së procesit mund të shihet nga kthesat e derivateve (wt%) në fig.2a dhe b.Meqenëse kurba TGA nuk mund të përshkruajë me saktësi temperaturën specifike në të cilën sistemi i fluksit i nënshtrohet ndryshimit të fazës dhe kristalizimit, derivati ​​TGA përdoret për të përcaktuar vlerën e saktë të temperaturës së çdo dukurie (ndryshimi i fazës) si një kulm endotermik për të përgatitur sistemin e fluksit.
Lakoret TGA-DTG që tregojnë dekompozimin termik të (a) fluksit alkalik për veshjen e elektrodës E1 dhe (b) fluksit acidik për veshjen e elektrodës E2.
Tabela 4 tregon rezultatet e analizës spektrofotometrike dhe analizës SEM-EDS të metalit bazë DSS 2205 dhe saldimeve të bëra duke përdorur elektroda E1, E2 dhe C.E1 dhe E2 treguan se përmbajtja e kromit (Cr) u ul ndjeshëm në 18.94 dhe 17.04%, dhe përmbajtja e molibdenit (Mo) ishte përkatësisht 0.06 dhe 0.08%.vlerat e saldimeve me elektroda E1 dhe E2 janë më të ulëta.Kjo është pak në përputhje me vlerën e llogaritur PREN për fazën ferritiko-austenitike nga analiza SEM-EDS.Prandaj, mund të shihet se gropa fillon në fazën me vlera të ulëta PREN (saldime nga E1 dhe E2), në thelb siç përshkruhet në tabelën 4. Kjo është tregues i varfërimit dhe precipitimit të mundshëm të aliazhit në saldim.Më pas, ulja e përmbajtjes së elementëve aliazh Cr dhe Mo në saldimet e prodhuara duke përdorur elektroda E1 dhe E2 dhe vlerat e tyre ekuivalente me vrima të ulëta (PREN) tregohen në tabelën 4, gjë që krijon problem për ruajtjen e rezistencës në mjedise agresive, veçanërisht. në mjedise me klorur.-ambient që përmban.Përmbajtja relativisht e lartë e nikelit (Ni) prej 11,14% dhe kufiri i lejuar i përmbajtjes së manganit në nyjet e salduara të elektrodave E1 dhe E2 mund të kenë pasur një efekt pozitiv në vetitë mekanike të saldimeve të përdorura në kushtet që simulojnë ujin e detit (Fig. 3 ).janë bërë duke përdorur punën e Yuan dhe Oy58 dhe Jing et al.48 mbi efektin e përbërjeve të larta të nikelit dhe manganit në përmirësimin e vetive mekanike të strukturave të salduara DSS në kushte të rënda funksionimi.
Rezultatet e provës në tërheqje për (a) UTS dhe 0.2% ulje YS dhe (b) zgjatim uniform dhe të plotë dhe devijimet standarde të tyre.
Karakteristikat e forcës së materialit bazë (BM) dhe nyjeve të salduara të bëra nga elektrodat e zhvilluara (E1 dhe E2) dhe një elektrodë e disponueshme në treg (C) u vlerësuan në dy rryma të ndryshme saldimi prej 90 A dhe 110 A. 3(a) dhe (b) tregoni UTS, YS me 0,2% kompensim, së bashku me të dhënat e zgjatjes dhe devijimit standard të tyre.Rezultatet e kompensimit të UTS dhe YS prej 0.2% të marra nga Fig.3a tregon vlerat optimale për mostrën nr.1 (BM), mostra nr.3 (saldimi E1), mostra nr.5 (saldimi E2) dhe mostra nr.6 (saldimet me C) janë përkatësisht 878 dhe 616 MPa, 732 dhe 497 MPa, 687 dhe 461 MPa dhe 769 dhe 549 MPa, dhe devijimet e tyre standarde përkatëse.Nga fig.110 A) janë mostra të numëruara respektivisht 1, 2, 3, 6 dhe 7, me vetitë tërheqëse minimale të rekomanduara që tejkalojnë 450 MPa në provën e tërheqjes dhe 620 MPa në provën e tërheqjes të propozuar nga Grocki32.Zgjatja e ekzemplarëve të saldimit me elektroda E1, E2 dhe C, e përfaqësuar nga mostrat nr.2, nr.3, nr.4, nr.5, nr.6 dhe nr.7, në rrymat e saldimit 90 A dhe 110 A, respektivisht pasqyron plasticitetin dhe ndershmërinë.lidhje me metalet bazë.Zgjatimi më i ulët u shpjegua nga defektet e mundshme të saldimit ose përbërja e fluksit të elektrodës (Fig. 3b).Mund të konkludohet se çeliku inox BM dupleks dhe nyjet e salduara me elektroda E1, E2 dhe C në përgjithësi kanë veti tërheqëse dukshëm më të larta për shkak të përmbajtjes së tyre relativisht të lartë të nikelit (Tabela 4), por kjo veti është vërejtur në nyjet e salduara.E2 më pak efektive përftohet nga përbërja acide e fluksit.Gunn59 demonstroi efektin e lidhjeve të nikelit në përmirësimin e vetive mekanike të nyjeve të salduara dhe kontrollin e ekuilibrit të fazës dhe shpërndarjes së elementeve.Kjo përsëri konfirmon faktin se elektrodat e bëra nga kompozime bazë të fluksit kanë veti mekanike më të mira se elektrodat e bëra nga përzierjet e fluksit acid, siç sugjerohet nga Bang et al.60.Kështu, një kontribut i rëndësishëm është dhënë në njohuritë ekzistuese për vetitë e bashkimit të salduar të elektrodës së re të veshur (E1) me veti të mira tërheqëse.
Në fig.Figurat 4a dhe 4b tregojnë karakteristikat e mikrofortësisë Vickers të mostrave eksperimentale të nyjeve të salduara të elektrodave E1, E2 dhe C. 4a tregon rezultatet e fortësisë të marra nga një drejtim i kampionit (nga WZ në BM), dhe në fig.4b tregon rezultatet e fortësisë të marra në të dy anët e kampionit.Vlerat e fortësisë të marra gjatë saldimit të mostrave Nr. 2, 3, 4 dhe 5, të cilat janë bashkime të salduara me elektroda E1 dhe E2, mund të jenë për shkak të strukturës së trashë gjatë ngurtësimit në ciklet e saldimit.Një rritje e mprehtë e fortësisë u vu re si në HAZ me kokërr të trashë ashtu edhe në HAZ me kokërr të imët të të gjitha mostrave Nr. 2-7 (shih kodet e mostrës në tabelën 2), gjë që mund të shpjegohet me një ndryshim të mundshëm në mikrostrukturën e saldimi si rezultat i mostrave të saldimit të kromit janë të pasura me emisione (Cr23C6) .Krahasuar me mostrat e tjera të saldimit 2, 3, 4 dhe 5, vlerat e fortësisë së nyjeve të salduara të mostrave Nr. 6 dhe 7 në Fig.4a dhe 4b më sipër (Tabela 2).Sipas Mohammed et al.61 dhe Nowacki dhe Lukoje62, kjo mund të jetë për shkak të vlerës së lartë δ ferritit dhe sforcimeve të mbetura të shkaktuara në saldim, si dhe varfërimit të elementeve aliazh si Mo dhe Cr në saldim.Vlerat e fortësisë së të gjitha mostrave eksperimentale të konsideruara në zonën e BM duket të jenë të qëndrueshme.Tendenca në rezultatet e analizës së fortësisë së ekzemplarëve të salduar është në përputhje me përfundimet e studiuesve të tjerë61,63,64.
Vlerat e fortësisë së nyjeve të salduara të mostrave DSS (a) gjysmë seksioni i mostrave të salduara dhe (b) seksioni i plotë i nyjeve të salduara.
Fazat e ndryshme të pranishme në DSS 2205 të salduar me elektroda E1, E2 dhe C janë marrë dhe spektrat XRD për këndin e difraksionit 2\(\theta\) janë paraqitur në Fig. 5. Majat e austenitit (\(\gama\) ) dhe fazat e ferritit (\(\alfa\)) u identifikuan në kënde difraksioni prej 43° dhe 44°, duke konfirmuar përfundimisht se përbërja e saldimit është çelik inox dyfazor 65.se DSS BM tregon vetëm fazat austenitike (\(\gama\)) dhe ferritike (\(\alfa\)), duke konfirmuar rezultatet mikrostrukturore të paraqitura në figurat 1 dhe 2. 6c, 7c dhe 9c.Faza ferritike (\(\alfa\)) e vërejtur me DSS BM dhe kulmi i lartë në saldimin me elektrodën C janë tregues i rezistencës së tij ndaj korrozionit, pasi kjo fazë synon të rrisë rezistencën ndaj korrozionit të çelikut, siç kanë Davison dhe Redmond66. u deklarua, prania e elementeve stabilizuese të ferritit, si Cr dhe Mo, stabilizon në mënyrë efektive filmin pasiv të materialit në mjedise që përmbajnë klorur.Tabela 5 tregon fazën ferrit-austenitike sipas metalografisë sasiore.Raporti i fraksionit vëllimor të fazës ferrit-austenitike në nyjet e salduara të elektrodës C arrihet afërsisht (≈1:1).Përbërja e ulët e fazës së ferritit (\(\alfa\)) të saldimeve duke përdorur elektroda E1 dhe E2 në rezultatet e fraksionit vëllimor (Tabela 5) tregon një ndjeshmëri të mundshme ndaj një mjedisi gërryes, i cili u konfirmua nga analiza elektrokimike.konfirmohet (Fig. 10a,b)), meqenëse faza e ferritit siguron forcë dhe mbrojtje të lartë kundër plasaritjes së korrozionit të stresit të shkaktuar nga kloruri.Kjo konfirmohet më tej nga vlerat e ulëta të fortësisë së vërejtur në saldimet e elektrodave E1 dhe E2 në fig.4a,b, të cilat shkaktohen nga përqindja e ulët e ferritit në strukturën e çelikut (Tabela 5).Prania e fazave të pabalancuara austenitike (\(\gama\)) dhe ferritike (\(\alfa\)) në nyjet e salduara duke përdorur elektroda E2 tregon ndjeshmërinë aktuale të çelikut ndaj sulmit uniform të korrozionit.Përkundrazi, spektri XPA i çeliqeve dyfazorë të nyjeve të salduara me elektroda E1 dhe C, së bashku me rezultatet e BM, zakonisht tregojnë praninë e elementëve stabilizues austenitikë dhe ferritikë, gjë që e bën materialin të dobishëm në ndërtim dhe në industrinë petrokimike. , sepse argumentoi Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant dhe të tjerë67.
Mikrografi optik i nyjeve të salduara të elektrodave E1 me gjeometri të ndryshme saldimi: (a) HAZ që tregon vijën e shkrirjes, (b) HAZ që tregon linjën e shkrirjes me zmadhim më të lartë, (c) BM për fazën ferritiko-austenitike, (d) gjeometrinë e saldimit , (e) Tregon zonën e tranzicionit afër, (f) HAZ tregon fazën ferritiko-austenitike me zmadhim më të lartë, (g) Zona e saldimit tregon fazën ferritiko-austenitike Faza e tërheqjes.
Mikrografë optike të saldimeve të elektrodës E2 në gjeometri të ndryshme saldimi: (a) HAZ që tregon linjën e shkrirjes, (b) HAZ që tregon linjën e shkrirjes me zmadhim më të lartë, (c) BM për fazën e madhe ferrito-austenitike, (d) gjeometrinë e saldimit , (e) ) që tregon zonën e tranzicionit në afërsi, (f) HAZ që tregon fazën ferritiko-austenitike me zmadhim më të lartë, (g) zonën e saldimit që tregon fazën ferritiko-austenitike.
Figura 6a–c dhe, për shembull, tregojnë strukturën metalografike të nyjeve DSS të salduara duke përdorur një elektrodë E1 në gjeometri të ndryshme saldimi (Figura 6d), duke treguar se ku janë marrë mikrografët optikë me zmadhime të ndryshme.Në fig.6a, b, f – zonat e tranzicionit të nyjeve të salduara, duke demonstruar strukturën e ekuilibrit fazor të ferrit-austenitit.Figura 7a-c dhe për shembull tregojnë gjithashtu OM të një nyje DSS të salduar duke përdorur një elektrodë E2 në gjeometri të ndryshme saldimi (Figura 7d), që përfaqëson pikat e analizës OM në zmadhime të ndryshme.Në fig.7a,b,f tregojnë zonën e tranzicionit të një nyjeje të salduar në ekuilibrin ferritiko-austenitik.OM në zonën e saldimit (WZ) është paraqitur në fig.1 dhe fig.2. Saldimet për elektrodat E1 dhe E2 përkatësisht 6g dhe 7g.OM në BM është paraqitur në figurat 1 dhe 2. Në fig.6c, e dhe 7c, e tregojnë rastin e nyjeve të salduara me elektroda E1 dhe E2, përkatësisht.Zona e dritës është faza e austenitit dhe zona e zezë e errët është faza e ferritit.Ekuilibri i fazës në zonën e prekur nga nxehtësia (HAZ) pranë vijës së shkrirjes tregoi formimin e precipitateve Cr2N, siç tregohet në mikrografët SEM-BSE në Fig.8a,b dhe konfirmohet në fig.9a,b.Prania e Cr2N e vërejtur në fazën e ferritit të mostrave në Fig.8a,b dhe e konfirmuar nga analiza e pikës SEM-EMF dhe diagramet e linjës EMF të pjesëve të salduara (Fig. 9a-b), është për shkak të temperaturës më të lartë të nxehtësisë së saldimit.Qarkullimi përshpejton futjen e kromit dhe azotit, pasi temperatura e lartë në saldim rrit koeficientin e difuzionit të azotit.Këto rezultate mbështesin studimet nga Ramirez et al.68 dhe Herenyu et al.69 që tregojnë se, pavarësisht nga përmbajtja e azotit, Cr2N zakonisht depozitohet në kokrrat e ferritit, kufijtë e kokrrizave dhe kufijtë α/\(\gama\), siç sugjerohet edhe nga studiues të tjerë.70,71.
(a) analiza e pikave SEM-EMF (1, 2 dhe 3) e një bashkimi të salduar me E2;
Morfologjia e sipërfaqes së mostrave përfaqësuese dhe EMF-të e tyre përkatëse janë paraqitur në Fig.10 a–c.Në fig.Figura 10a dhe 10b tregojnë mikrografët SEM dhe spektrat e tyre EMF të nyjeve të salduara duke përdorur elektrodat E1 dhe E2 në zonën e saldimit, përkatësisht, dhe në fig.10c tregon mikrografët SEM dhe spektrat EMF të OM që përmbajnë faza austenite (\(\gama\)) dhe ferrit (\(\alfa\)) pa asnjë precipitat.Siç tregohet në spektrin EDS në figurën 10a, përqindja e Cr (21.69 wt.%) dhe Mo (2.65 wt.%) krahasuar me 6.25 wt.% Ni jep një ndjenjë të ekuilibrit përkatës të fazës ferrit-austenitike.Mikrostrukturë me një reduktim të lartë të përmbajtjes së kromit (15,97 wt.%) dhe molibdenit (1,06 wt.%) krahasuar me një përmbajtje të lartë të nikelit (10,08 wt.%) në mikrostrukturën e bashkimit të salduar të elektrodës E2, treguar në fik.1. Krahasoni.Spektri EMF 10b.Forma acikulare me strukturë austenitike me kokërr më të imët e parë në WZ e paraqitur në fig.10b konfirmon shterimin e mundshëm të elementeve ferritizues (Cr dhe Mo) në saldim dhe precipitimin e nitridit të kromit (Cr2N) - faza austenitike.Shpërndarja e grimcave të reshjeve përgjatë kufijve të fazave austenitike (\(\gama\)) dhe ferritike (\(\alfa\)) të nyjeve të salduara DSS konfirmon këtë pohim72,73,74.Kjo rezulton gjithashtu në performancën e tij të dobët ndaj korrozionit, pasi Cr konsiderohet të jetë elementi kryesor për formimin e një filmi pasiv që përmirëson rezistencën lokale ndaj korrozionit të çelikut59,75 siç tregohet në Fig. 10b.Mund të shihet se BM në mikrografin SEM në Fig. 10c tregon rafinim të fortë të kokrrizave pasi rezultatet e spektrit të tij EDS tregojnë Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) dhe Ni (6.32 wt).%) veti të mira kimike.%) si një element aliazh i rëndësishëm për kontrollin e mikrostrukturës ekuilibër të fazës ferrito-austenitike të strukturës DSS76.Rezultatet e analizës spektroskopike të përbërjes EMF të nyjeve të salduara të elektrodës E1 justifikojnë përdorimin e saj në mjedise ndërtimi dhe pak agresive, pasi formuesit e austenitit dhe stabilizuesit e ferritit në mikrostrukturë përputhen me standardin DSS AISI 220541.72 për nyjet e salduara, 77.
SEM mikrografë të nyjeve të salduara, ku (a) elektroda E1 e zonës së saldimit ka një spektër EMF, (b) elektroda E2 e zonës së saldimit ka një spektër EMF, (c) OM ka një spektër EMF.
Në praktikë, është vërejtur se saldimet DSS ngurtësohen në një modalitet plotësisht ferritik (mode F), me bërthamat e austenitit që bërthamohen nën temperaturën e solvusit ferritik, e cila varet kryesisht nga raporti ekuivalent i kromit ndaj nikelit (Creq/Nieq) (> 1.95 përbën modalitetin F) Disa studiues e kanë vënë re këtë efekt të çelikut për shkak të aftësisë së fortë difuzive të Cr dhe Mo si elementë ferritformues në fazën e ferritit8078,79.Është e qartë se DSS 2205 BM përmban një sasi të lartë të Cr dhe Mo (duke treguar Creq më të lartë), por ka një përmbajtje më të ulët Ni sesa saldimi me elektroda E1, E2 dhe C, gjë që kontribuon në një raport më të lartë Creq/Nieq.Kjo është gjithashtu e dukshme në studimin aktual, siç tregohet në tabelën 4, ku raporti Creq/Nieq u përcaktua për DSS 2205 BM mbi 1.95.Mund të shihet se saldimet me elektroda E1, E2 dhe C ngurtësohen në modalitetin austenito-ferritik (modaliteti AF), modaliteti austenitik (modaliteti A) dhe modaliteti ferritik-austenitik, respektivisht, për shkak të përmbajtjes më të lartë të modalitetit me shumicë (modaliteti FA) .), siç tregohet në tabelën 4, përmbajtja e Ni, Cr dhe Mo në saldim është më e vogël, duke treguar se raporti Creq/Nieq është më i ulët se ai i BM.Feriti primar në saldimet e elektrodës E2 kishte një morfologji vermikulare të ferritit dhe raporti i përcaktuar Creq/Nieq ishte 1.20 siç përshkruhet në Tabelën 4.
Në fig.11a tregon Potencialin e Qarkut të Hapur (OCP) kundrejt kohës për një strukturë çeliku AISI DSS 2205 në tretësirë ​​3,5% NaCl.Mund të shihet se kurba ORP zhvendoset drejt një potenciali më pozitiv, duke treguar shfaqjen e një filmi pasiv në sipërfaqen e mostrës metalike, një rënie në potencial tregon korrozion të përgjithësuar dhe një potencial pothuajse konstant me kalimin e kohës tregon formimin e një film pasiv me kalimin e kohës., Sipërfaqja e kampionit është e qëndrueshme dhe ka një Sticky 77. Lakoret përshkruajnë nënshtresat eksperimentale në kushte të qëndrueshme për të gjitha mostrat në një elektrolit që përmban 3,5% tretësirë ​​NaCl, me përjashtim të kampionit 7 (bashkimi i saldimit me elektrodë C), e cila tregon pak jostabilitet.Kjo paqëndrueshmëri mund të krahasohet me praninë e joneve të klorurit (Cl-) në tretësirë, të cilat mund të përshpejtojnë shumë reaksionin e korrozionit, duke rritur kështu shkallën e korrozionit.Vëzhgimet gjatë skanimit OCP pa potencial të aplikuar treguan se Cl në reaksion mund të ndikojë në rezistencën dhe stabilitetin termodinamik të mostrave në mjedise agresive.Ma et al.81 dhe Lotho et al.5 konfirmoi pretendimin se Cl- luan një rol në përshpejtimin e degradimit të filmave pasivë në nënshtresa, duke kontribuar kështu në konsumimin e mëtejshëm.
Analiza elektrokimike e mostrave të studiuara: (a) evolucioni i RSD në varësi të kohës dhe (b) polarizimi potenciodinamik i mostrave në tretësirë ​​NaCl 3,5%.
Në fig.11b paraqet një analizë krahasuese të kurbave të polarizimit potenciodinamik (PPC) të nyjeve të salduara të elektrodave E1, E2 dhe C nën ndikimin e një solucioni 3.5% NaCl.Mostrat e salduara të BM në PPC dhe tretësirë ​​3.5% NaCl treguan sjellje pasive.Tabela 5 tregon parametrat e analizës elektrokimike të mostrave të marra nga kthesat PPC, të tilla si Ecorr (potenciali korrozioni) dhe Epit (potenciali korrozioni i gropave) dhe devijimet e tyre shoqëruese.Krahasuar me mostrat e tjera Nr. 2 dhe Nr. 5, të salduara me elektroda E1 dhe E2, mostrat Nr. 1 dhe Nr. 7 (BM dhe nyjet e salduara me elektrodën C) treguan një potencial të lartë për korrozion me gropë në tretësirën NaCl (Fig. 11b ).Vetitë më të larta pasivizuese të të parës në krahasim me të dytin janë për shkak të ekuilibrit të përbërjes mikrostrukturore të çelikut (fazat austenitike dhe ferritike) dhe përqendrimit të elementeve aliazh.Për shkak të pranisë së fazave të ferritit dhe austenitit në mikrostrukturë, Resendea et al.82 mbështeti sjelljen pasive të DSS në mediat agresive.Performanca e ulët e mostrave të salduara me elektroda E1 dhe E2 mund të shoqërohet me shterimin e elementëve kryesorë aliazh, si Cr dhe Mo, në zonën e saldimit (WZ), pasi ato stabilizojnë fazën e ferritit (Cr dhe Mo), veprojnë si pasivatorët Lidhjet në fazën austenitike të çeliqeve të oksiduar.Efekti i këtyre elementeve në rezistencën ndaj gropave është më i madh në fazën austenitike sesa në fazën ferritike.Për këtë arsye, faza ferritike i nënshtrohet pasivimit më shpejt se faza austenitike e shoqëruar me rajonin e parë të pasivimit të kurbës së polarizimit.Këta elementë kanë një ndikim të rëndësishëm në rezistencën e gropave DSS për shkak të rezistencës së tyre më të lartë të groposjes në fazën austenitike në krahasim me fazën ferritike.Prandaj, pasivizimi i shpejtë i fazës së ferritit është 81% më i lartë se ai i fazës së austenitit.Edhe pse tretësira Cl- ka një efekt të fortë negativ në aftësinë pasivizuese të filmit të çelikut83.Rrjedhimisht, qëndrueshmëria e filmit pasivizues të kampionit do të reduktohet shumë84.Nga Tabela.6 tregon gjithashtu se potenciali i korrozionit (Ecorr) i nyjeve të salduara me elektrodën E1 është disi më pak i qëndrueshëm në tretësirë ​​në krahasim me nyjet e salduara me elektrodën E2.Kjo konfirmohet edhe nga vlerat e ulëta të fortësisë së saldimeve duke përdorur elektroda E1 dhe E2 në fig.4a,b, e cila është për shkak të përmbajtjes së ulët të ferritit (Tabela 5) dhe përmbajtjes së ulët të kromit dhe molibdenit (Tabela 4) në strukturën prej çeliku.Mund të konkludohet se rezistenca ndaj korrozionit të çeliqeve në mjedisin detar të simuluar rritet me zvogëlimin e rrymës së saldimit dhe zvogëlohet me përmbajtje të ulët Cr dhe Mo dhe përmbajtje të ulët të ferritit.Kjo deklaratë është në përputhje me një studim nga Salim et al.85 mbi efektin e parametrave të saldimit si rryma e saldimit në integritetin e korrozionit të çeliqeve të salduar.Ndërsa kloruri depërton në çelik përmes mjeteve të ndryshme si thithja dhe difuzioni kapilar, krijohen gropa (korrozioni me gropë) me formë dhe thellësi të pabarabartë.Mekanizmi është dukshëm i ndryshëm në solucionet me pH më të lartë ku grupet përreth (OH-) thjesht tërhiqen nga sipërfaqja e çelikut, duke stabilizuar filmin pasiv dhe duke siguruar mbrojtje shtesë për sipërfaqen e çelikut25,86.Rezistenca më e mirë ndaj korrozionit të mostrave Nr. 1 dhe Nr. 7 është kryesisht për shkak të pranisë në strukturën e çelikut të një sasie të madhe të δ-ferritit (Tabela 5) dhe një sasie të madhe të Cr dhe Mo (Tabela 4), pasi Niveli i korrozionit me gropë është kryesisht i pranishëm në çelik, i salduar me metodën DSS, në strukturën fazore austenitike të pjesëve.Kështu, përbërja kimike e aliazhit luan një rol vendimtar në performancën e korrozionit të bashkimit të salduar87,88.Përveç kësaj, u vu re se ekzemplarët e salduar duke përdorur elektrodat E1 dhe C në këtë studim treguan vlera më të ulëta Ecorr nga kthesat PPC sesa ato të salduara duke përdorur elektrodën E2 nga kthesat OCP (Tabela 5).Prandaj, rajoni i anodës fillon me një potencial më të ulët.Ky ndryshim është kryesisht për shkak të stabilizimit të pjesshëm të shtresës pasivuese të formuar në sipërfaqen e kampionit dhe polarizimit katodik që ndodh përpara se të arrihet stabilizimi i plotë i OCP89.Në fig.12a dhe b tregojnë imazhet e profilit optik 3D të ekzemplarëve të gërryer eksperimentalisht në kushte të ndryshme saldimi.Mund të shihet se madhësia e korrozionit me gropë të mostrave rritet me potencialin më të ulët të korrozionit me gropë të krijuar nga rryma e lartë e saldimit prej 110 A (Fig. 12b), e krahasueshme me madhësinë e korrozionit me gropë të marrë për saldimet me një raport më të ulët të rrymës së saldimit prej 90 A. (Fig. 12a).Kjo konfirmon pretendimin e Mohammed90 se shiritat rrëshqitës janë formuar në sipërfaqen e kampionit për të shkatërruar filmin e pasivimit të sipërfaqes duke e ekspozuar substratin në një zgjidhje 3,5% NaCl në mënyrë që kloruri të fillojë të sulmojë, duke shkaktuar shpërbërjen e materialit.
Analiza SEM-EDS në Tabelën 4 tregon se vlerat PREN të secilës fazë austenitike janë më të larta se ato të ferritit në të gjitha saldimet dhe BM.Fillimi i groposjes në ndërfaqen ferrit/austenit përshpejton shkatërrimin e shtresës pasive të materialit për shkak të johomogjenitetit dhe ndarjes së elementeve që ndodhin në këto zona91.Ndryshe nga faza austenitike, ku vlera e ekuivalentit të rezistencës së gropës (PRE) është më e lartë, fillimi i gropës në fazën ferritike është për shkak të vlerës më të ulët PRE (Tabela 4).Faza e austenitit duket se përmban një sasi të konsiderueshme stabilizuesi të austenitit (tretshmëria e azotit), i cili siguron një përqendrim më të lartë të këtij elementi dhe, për rrjedhojë, rezistencë më të lartë ndaj gropave92.
Në fig.Figura 13 tregon kthesat kritike të temperaturës së gropës për saldimet E1, E2 dhe C.Duke pasur parasysh se dendësia e rrymës u rrit në 100 µA/cm2 për shkak të groposjes gjatë testit ASTM, është e qartë se saldimi @110A me E1 tregoi një temperaturë minimale kritike të gropave prej 27,5°C e ndjekur nga saldimi E2 @ 90A tregon një CPT prej 40 °C, dhe në rastin e C@110A CPT më e lartë është 41°C.Rezultatet e vëzhguara janë në përputhje të mirë me rezultatet e vëzhguara të testeve të polarizimit.
Vetitë mekanike dhe sjellja e korrozionit të saldimeve të çelikut të pandryshkshëm u hetuan duke përdorur elektrodat e reja E1 dhe E2.Elektroda alkaline (E1) dhe elektroda acidike (E2) e përdorur në procesin SMAW u mbuluan me sukses me një përbërje fluksi me një raport të përgjithshëm mbulimi prej 1.7 mm dhe një indeks alkalik përkatësisht 2.40 dhe 0.40.Është vlerësuar qëndrueshmëria termike e flukseve të përgatitura duke përdorur TGA në një mjedis inert.Prania e një përmbajtje të lartë të TiO2 (%) në matricën e fluksit përmirësoi heqjen e skorjeve të saldimeve për elektrodat e veshura me fluks acidik (E2) krahasuar me elektrodat e veshura me fluks bazë (E1).Edhe pse dy elektrodat e veshura (E1 dhe E2) kanë një aftësi të mirë nisjeje me hark.Kushtet e saldimit, veçanërisht futja e nxehtësisë, rryma dhe shpejtësia e saldimit, luajnë një rol kritik në arritjen e ekuilibrit të fazës austenit/ferrit të saldimeve DSS 2205 dhe vetive të shkëlqyera mekanike të saldimit.Lidhjet e salduara me elektrodën E1 treguan veti tërheqëse të shkëlqyera (prerje 0,2% YS = 497 MPa dhe UTS = 732 MPa), duke konfirmuar se elektrodat e veshura me fluks bazë kanë një indeks të lartë baziteti në krahasim me elektrodat e veshura me fluks acid.Elektrodat shfaqin veti më të mira mekanike me alkalinitet të ulët.Është e qartë se në nyjet e salduara të elektrodave me një shtresë të re (E1 dhe E2) nuk ka ekuilibër të fazës ferrit-austenitike, e cila u zbulua duke përdorur analizën OES dhe SEM-EDS të saldimit dhe u përcaktua nga fraksioni vëllimor në saldimi.Metalografia konfirmoi studimin e tyre SEM.mikrostrukturat.Kjo është kryesisht për shkak të varfërimit të elementeve aliazh si Cr dhe Mo dhe lëshimit të mundshëm të Cr2N gjatë saldimit, gjë që konfirmohet nga skanimi i linjës EDS.Kjo mbështetet më tej nga vlerat e ulëta të fortësisë së vërejtur në saldimet me elektroda E1 dhe E2 për shkak të përqindjes së tyre të ulët të ferritit dhe elementëve aliazh në strukturën e çelikut.Evidenca e potencialit të korrozionit (Ecorr) e saldimeve që përdorin elektrodën E1 rezultoi të jetë pak më pak rezistente ndaj korrozionit të tretësirës në krahasim me saldimet që përdorin elektrodën E2.Kjo konfirmon efektivitetin e elektrodave të reja të zhvilluara në saldimet e testuara në mjedis 3,5% NaCl pa përbërje aliazhi të përzierjes së fluksit.Mund të konkludohet se rezistenca ndaj korrozionit në mjedisin detar të simuluar rritet me zvogëlimin e rrymës së saldimit.Kështu, reshjet e karbiteve dhe nitrideve dhe ulja e mëvonshme e rezistencës ndaj korrozionit të nyjeve të salduara duke përdorur elektroda E1 dhe E2 u shpjegua nga një rritje e rrymës së saldimit, e cila çoi në një çekuilibër në ekuilibrin fazor të nyjeve të salduara nga çeliqet me qëllime të dyfishta.
Me kërkesë, të dhënat për këtë studim do të sigurohen nga autori përkatës.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. dhe Liimatainen J. Mikrostruktura e çelikut inox super të dyfishtë e formuar nga shtypja e nxehtë izostatike e metalurgjisë pluhur në trajtimin e nxehtësisë industriale.Metal.alma mater.ekstazë.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. dhe Kitagawa Y. Kontrolli i mikrostrukturës në bashkimin e çeliqeve moderne inox.In Processing New Materials for Advanced Electromagnetic Energy, 419–422 (2005).
Smook O. Mikrostruktura dhe vetitë e çeliqeve inox super dupleks të metalurgjisë moderne pluhur.Instituti Mbretëror i Teknologjisë (2004)
Lotto, TR dhe Babalola, P. Sjellja e korrozionit të polarizimit dhe analiza mikrostrukturore e përbërjeve të matricës së aluminit dhe karbitit të silikonit AA1070 në përqendrimet e klorurit të acidit.Inxhinier bindës.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. dhe Ferro P. Procesi i saldimit, ndryshimi mikrostrukturor dhe vetitë përfundimtare të çeliqeve inox dupleks dhe super dupleks.Çelik inox dyfish 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. dhe Karaaslan A. Ndikimi i kohës së pjekjes dhe shkallës së ftohjes në procesin e depozitimit në çeliqet dyfazore rezistente ndaj korrozionit.Metal.shkenca.trajtimit të ngrohjes.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S dhe Ravi K. Zhvillimi i çeliqeve inox dupleks të dobët (LDSS) me veti të shkëlqyera mekanike dhe korrozioni në laborator.Alma Mater i avancuar.rezervuari i magazinimit.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. dhe Isgor OB Vetitë metalurgjike dhe elektrokimike të shtresave të veshjes së çelikut të pandryshkshëm super të dyfishtë mbi nënshtresa çeliku të butë të përftuara nga aliazhimi me lazer në një shtresë pluhuri.shkenca.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. dhe Kuroda, K. Përpjekjet për të kursyer nikelin në çelik inox austenit.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. dhe Gonome F. Zhvillimi i një serie të re të çeliqeve inox të ligët dupleks.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. Raporti Teknik i NIPPON Steel Nr. 126 (2021).