فهرست مطالب
صفحه عنوان
فهرست مطالب.. هشت
فهرست شکلها یازده
فهرست جداول. چهارده
چکیده 1
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: مروری بر مطالب
2-1 فولادهای زنگ نزن. 5
2- 1- 1 تاریخچه فولادهای زنگ نزن. 5
2- 1-2 تعریف فولادهای زنگ نزن. 6
2- 2 فولادهای زنگ نزن دو فازی.. 8
2- 2- 1 انواع فولادهای زنگ نزن دو فازی.. 10
2- 3 معرفی فولاد زنگ نزن سوپر دو فازی UNS S32750. 10
2- 4 جوشکاری فولادها 10
2- 4- 1 متالورژی جوشکاری فولادهای زنگ نزن دو فازی.. 10
2- 4- 2 جوش‌پذیری فولادهای زنگ نزن دو فازی.. 11
2- 4-3 عوامل مؤثر در جوشکاری فولادها 12
2- 5. جوشکاری قوسی الکترود تنگستنی بر روی فولادهای دو فازی.. 14
2-6 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فولادها 18
2- 6- 1 تعریف و تاریخچه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 18
2- 6- 2 تبلور مجدد و بازیابی در فولادهای زنگ نزن دوفازی طی فرایند اصطکاکی اغتشاشی.. 22
2- 6- 3 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فولادهای زنگ نزن دوفازی.. 23
2- 6- 4 مزایای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 36
2- 7 جمع بندی مطالعات مروری.. 37
فصل سوم: مواد و روش انجام آزمایشها
3-1 مواد مصرفی.. 40
3-2 فرآیند جوشکاری.. 40
3-2-1 جوشکاری قوسی تنگستن با گاز محافظ خنثی.. 41
3-2-2 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 42
3-3 بررسیهای ریزساختاری.. 46
3-3-1 تصویربرداری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی.. 46
هشت |
3-3-2 آزمونهای پراش پرتو ایکس( XRD) 46
3-3-3 آزمون فریت سنجی.. 47
3-3-3 شکست نگاری نمونههای جوشکاری شده 47
3-4 آزمونهای مکانیکی.. 47
3-4-1 آزمون کشش… 47
3-4-2 آزمون ریز سختی.. 48
3- 5 آزمون خوردگی.. 49
3- 5- 1 آماده سازی نمونهها 49
3- 5- 2 آزمون پلاریزاسیون سیکلی.. 49
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 50
4-1-2 ریز ساختار. 50
الف) فلز پایه. 50
ب) منطقه متأثر از حرارت.. 53
ج) منطقه متأثر از عملیات ترمومکانیکی.. 54
د) منطقه اغتشاش… 54
ه) تأثیر پارامترهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر ریز ساختار. 58
4-1- 2 خواص کششی.. 61
4-1-3 سختی.. 63
الف) پروفیل سختی.. 63
ب)کانتور سختی.. 66
4-1-4 فازیابی.. 68
4-1-5 شکست نگاری.. 71
4-1-6 آزمون خوردگی.. 72
4-2 جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز محافظ خنثی.. 76
4-2-1 ریزساختار. 76
4-2- 2 خواص کششی.. 83
4-2-3 سختی.. 84
4-2-4 فازیابی.. 88
ب) فازیابی کمی.. 89
4-2-5 شکست نگاری.. 90
4-2-6 آزمون خوردگی.. 91
4-3 جمع بندی………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 91
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
نه |
5-1 نتیجه‌گیری.. 94
5-1-1 نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 94
5-1-2 نمونههای جوشکاری شده به روش الکترود تنگستنی با گاز محافظ.. 95
5-1 پیشنهادات.. 95
مراجع. 98
ده |
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل2- 1. سیستم Fe-Cr-C با %13 کروم………. 7
شکل2- 2. سیستم شبه دوتایی Fe-Cr-C با %17 کروم………. ……………………………………………………………………………………… 7
شکل2- 3. سیستم شبه دوتایی Fe-Cr-Ni با % 6 آهن. 8
شکل2- 4. سیستم شبه دوتایی Fe-Cr-Ni با % 70 آهن……….. 9
شکل2- 5. حساسیت به ترک خوردن انجمادی در فولادهای زنگ نزن دو فازی.. 12
شکل2- 6. شمایی از تجهیزات GTAW… 14
شکل2- 7. شمای جوشکاری به روش GTAW… 15
شکل2- 8. ریز ساختار منطقه جوش فولاد UNS S32750 به فولاد API X65 با کمترین حرارت ورودی.. 16
شکل2- 9. ریز ساختار منطقه جوش فولاد UNS S32750 به فولاد API X65 با بیشترین حرارت ورودی.. 16
شکل2- 10. تغییرات سختی سطح مقطع نمونه جوشکاری شده فولاد UNS S32750 به فولاد API X65. 17
شکل2- 11. تغییرات سختی سطح مقطع نمونه جوشکاری شده فولاد UNS S32750 به فولاد API X65. 17
شکل2- 12. (a) تصویر نمادین از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، (b) فرایند FSW انجام شده بین دو ورق و (c) تصویر شانه وپین ابزار 19
شکل2- 13. نحوه سیلان مواد در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به صورت نمادین طبق مدل نانس کینماتیک. 20
شکل2- 14. تصویر نمادین حرارت تولید شده توسط قسمتهای مختلف ابزار. 21
شکل2- 15. رادیوگرافی اشعه ایکس فولاد 2205 اتصالات FSW شده در سرعتهای مختلف جوشکاری.. 25
شکل2- 16. ماکرو و میکروساختار جوش اصطکاکی اغتشاشی فولاد 2205. 27
شکل2- 17. تصاویر میکروسکوپ نوری نشاندهنده اندازه دانه منطقه اغتشاش در سرعتهای مختلف جوشکاری.. 29
شکل2- 18. تغییرات ریز سختی فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی شده در شرایط rpm600 و mm/min50 29
شکل2- 19. تأثیر سرعت جوشکاری FS بر میانگین میزان سختی و استحکام کششی منطقه اغتشاش در فولاد 2205. 30
شکل2- 20. اندازه دانه آستنیت و فریت بر حسب فاصله از محل مرکز جوش… 31
شکل2- 21. سختی بر حسب میزان فاصله از مرکز جوش… 32
شکل2- 22. ریز ساختار فولاد 2205 پس از انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 32
شکل2- 23. سختی در نقاط مختلف برای سرعتهای 50، 100 و mm/min 150. 33
شکل2- 24. نحوه قرارگیری ترموکوپل در حین جوشکاری.. 33
شکل2- 25. پروفیل دمایی حین فرایند اصطکاکی اغتشاشی در سرعتهای50 ، 100 و mm/min 150. 34
شکل2- 26. تصاویر ماکرو و میکروسکوپی سطح مقطع مناطق FSP شده نشان دهنده مناطق مختلف میکروسکوپی.. 35
شکل2- 27. کسر حجمی فریت (درصد) و اندازه دانه آستنیت و فریت (میکرون) در اتصال FSP شده 36
شکل2- 28. نقشه ریزسختی (HV0.2/15) از سطح مقطع فلز FSP شده 36
یازده |
شکل3- 1. ریز ساختار فلز پایه(فولاد S32750) 41
شکل3- 2. نحوه لبه سازی ورقهای فولاد S32750 برای جوشکاری GTA به صورت نمادین. 42
شکل3- 3. مراحل آماده سازی قطعات برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به صورت نمادین. 43
شکل3- 4. تصویر ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به صورت نمادین. 44
شکل3- 5.الف) دستگاه فرز عمودی مناسب برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فولادها، ب) نحوه قرارگیری ورقهای فولادی، ابزار و روبندها به صورت نمادین. 45
شکل3- 6. نشاندن ابزار برروی سطح قطعه. 45
شکل3- 7. دستگاه فریت سنج مورد استفاده در این پژوهش… 47
شکل3- 8. الف) دستگاه کشش Hounsfield، ب) فکهای مورد استفاده برای نمونههای 5 سانتیمتری. 48
شکل3- 9. محلهای انجام آزمایش ریز سختی به صورت نمادین در دو امتداد طولی و عرضی سطح مقطع جوش. 48
شکل 4- 1. تصویر ماکروسکوپی سه بعدی سطح مقطع فولاد دوفازی 2205 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 51
شکل 4- 2. الف) تصویر میکروسکوپ نوری فلز پایه، ب)تصویر میکروسکوپ الکترونی فلز پایه…………………………. 52
شکل 4- 3. تصویر مربوط به نقشه فازی فلز پایه…………………………………………………………………………… 53
شکل 4- 4. ریز ساختار مقطع عرضی نمونه جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی…………………………………. 53
شکل 4- 5. تصویر میکروسکوپ نوری از مرز منطقه متأثر از عملیات ترمومکانیکی نمونه…………………………………. 55
شکل 4- 6. تصویر از منطقه متأثر از عملیات ترمومکانیکی نمونه اتصال یافته به روش اصطکاکی اغتشاشی………………… 55
شکل 4- 7. منطقه متأثر از عملیات ترمومکانیکی در نمونه جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی………………….. 56
شکل 4- 8. تصویر میکروسکوپ نوری ناحیه اغتشاش در نمونه جوشکاری شده…………………………………………… 56
شکل 4- 9. تصویر مربوط به نقشه فازی منطقه اغتشاش نمونه جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی………………. 57
شکل 4- 10. تصویر میکروسکوپ الکترونی منطقه اغتشاش ………………………………………………………………. 57
شکل 4- 11. تصویر میکروسکوپ نوری منطقه اغتشاش فولاد S32750 UNS………………………………………….. 58
شکل 4- 12. تصاویر میکروسکوپ نوری مناطق اغتشاش اتصال یافته به روش FSW…………………………………….. 61
شکل 4- 13. سطح دارای فرورفتگی نمونهی کشش قبل از انجام عملیات فرزکاری به صورت نمادین…………………….. 62
شکل 4- 14. منحنی تنش کرنش مهندسی نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی……………………….. 63
شکل 4- 15. منحنی ریز سختی نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی………………………………….. 65
شکل 4- 16. نمودار ریز سختی فولاد UNS S32750 جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی…………………… 66
شکل 4- 17. نقشه ریز سختی سه بعدی نمونه جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی………………………………. 67
شکل 4- 18. کانتور دو بعدی سختی برای نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی……………………….. 67
شکل 4- 19. الگوی پراش پرتوی ایکس بدست آمده برای نمونههای جوشکاری شده…………………………………… 69
شکل 4- 20. تصاویر مربوط به شکست نگاری نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی…………………… 72
شکل 4- 21. منحنی آزمون خوردگی پلاریزاسیون سیکلی فلز پایه در محلول 0.5M H2SO4………………………….. 73
شکل 4- 22. منحنی آزمون خوردگی پلاریزاسیون سیکلی نمونههای اتصال یافته به روش اصطکاکی اغتشاشی…………… 75
دوازده |
شکل 4-23. الف) ریز ساختار فلز جوش نمونه جوشکاری شده به روش GTAW ب) تصویر میکروسکوپ الکترونی از فلز جوش نمونهی جوشکاری شده به روش GTAW……………………………………………………………………………………………………. 76
شکل 4- 24. تصاویر مربوط به نقشه فازی منطقه جوش نمونه اتصال یافته به روش GTAW…………………………….. 77
شکل 4- 25. تصاویر IPFZ منطقه جوش نمونهی جوشکاری شده به روش GTAW…………………………………….. 78
شکل 4- 26. تحولات فریت و آستنیت در منطقه متأثر از حرارت فولادهای زنگ نزن دوفازی……………………………. 78
شکل 4- 27. ریز ساختار منطقه متأثر از حرارت نمونهی جوشکاری شده به روش GTAW………………………………. 79
شکل 4- 28. تصویر میکروسکوپ الکترونی منطقه متأثر از حرارت نمونهی اتصال یافته به روش GTAW……………….. 79
شکل 4- 29. تصویر مربوط به نقشه فازی منطقه متأثر از حرارت نمونهی اتصال یافته به روش GTAW…………………… 80
شکل 4- 30. ریزساختار منطقه ذوب پس از جوشکاری با روش قوسی تنگستن با گاز محافظ……………………………… 82
شکل 4- 31. نمودار تنش کرنش مهندسی نمونههای جوشکاری شده به روش GTAW…………………………………. 84
شکل 4- 32. پروفیل سختی نمونههای فولاد S32750 UNS جوشکاری شده به روش GTAW……………………….. 85
شکل 4- 33. نمودار متوسط عدد سختی ناحیه ذوب بر حسب حرارت ورودی……………………………………………. 86
شکل 4- 34. کانتور سه بعدی سختی برای نمونهی شماره 3……………………………………………………………….. 87
شکل 4- 35. کانتور دو بعدی سختی مقاطع جوش فولاد نمونههای اتصال یافته به روشGTAW………………………… 88
شکل 4- 36. الگوی پراش پرتوی ایکس بدست آمده برای نمونههای جوشکاری شده به روش GTAW………………… 89
شکل 4- 37. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطوح شکست نمونههای اتصال یافته به روش GTAW…………………. 91
شکل 4- 38. منحنی آزمون خوردگی پلاریزاسیون سیکلی نمونههای اتصال یافته به روش الکترود تنگستنی با گاز محافظ در محلول 0.5M H2SO4……………………………………………………………………………………………………………………………. 92
سیزده |
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول2- 1. درصد عناصر موجود در فولاد زنگ نزن سوپر دوفازی UNS S32750. 10
جدول2- 2. گرمای ورودی و دمای بین پاسی برای چند نوع فولاد زنگ نزن دو فازی.. 13
جدول2- 3. کمینه دمای آنیل برای چند نوع فولاد زنگ نزن دو فازی.. 14
جدول2- 4. میزان محاسبه حرارت ورودی خالص در سرعتهای مختلف جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 26
جدول2- 5. ترکیب شیمیایی فازهای α و γ در فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 (درصد وزنی) 26
جدول2- 6. مواد متداول مورد استفاده برای ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 30
جدول2- 7. اندازه دانههای فریت و آستنیت و نسبت فازها در مناطق مختلف… 32
جدول2- 8. .تحقیقات انجام شده در زمینه جوشکاری فولادهای دو فازی و سوپر دو فازی. 37
جدول3- 1. مقادیر عناصر موجود در فولاد S32750 UNSمورد استفاده در این پژوهش… 40
جدول3- 2. ترکیب شیمیایی فلز پرکننده(2594AWS ER) 41
جدول3- 3. متغیرهای جوشکاری قوسی الکترود تنگستنی با گاز محافظ.. 42
جدول3- 4. متغیرهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی.. 45
جدول4- 1. سرعت چرخش، سرعت خطی، دمای بیشینه و گام پیچش برای نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی 59
جدول4- 2.مقادیر استحکام کششی، تسلیم و میزان ازدیاد طول برای نمونههای جوشکاری شده به روش اصطکاکی اغتشاشی.. 63
جدول4- 3. مقادیر فریت اندازه گیری شده توسط فریت سنج در منطقه اغتشاش و فلز پایه. 69
جدول4- 4. مقادیر فریت و آستنیت اندازه گیری شده توسط نرم افزار آنالیز تصویری Clemex در مناطق SZ و TMAZ. 70
جدول4- 5. متغیرهای جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز محافظ.. 81
جدول4- 6. درصد حجمی آستنیت منطقه ذوب، عرض HAZ و میزان حرارت ورودی برای نمونههای اتصال یافته به روش GTAW… 82
جدول4- 7. میزان استحکام تسلیم، استحکام کششی و مقدار ازدیاد طول برای نمونههای جوشکاری شده به روش GTAW. 83
جدول4- 8. مقدار فریت اندازهگیری شده توسط دستگاه فریت سنج در نواحی مختلف نمونههای اتصال یافته به روش GTAW… 90
جدول4- 9. مقادیر فریت و آستینت اندازه گیری شده توسط نرم افزار آنالیز تصویری.. 90
جدول4- 10. جمع بندی مزیتها و معایب جوشکاری به روشهای اصطکاکی اغتشاشی و قوسی تنگستن گاز برای فولادUNS S32750 . 93
چهارده |
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.