321 vlekvrye staal opgerolde buis chemiese samestelling Meganiese eienskappe en korrosiegedrag van 'n dupleks vlekvrye staal sweislas met 'n nuwe elektrode

Dankie dat jy Nature.com besoek het.Jy gebruik 'n blaaierweergawe met beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).Daarbenewens, om deurlopende ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder style en JavaScript.
Sliders wat drie artikels per skyfie wys.Gebruik die terug- en volgende-knoppies om deur die skyfies te beweeg, of die skyfiebeheerknoppies aan die einde om deur elke skyfie te beweeg.

Vlekvrye staal 321 spoelbuis chemiese samestelling

Die chemiese samestelling van 321 vlekvrye staal spoelbuis is soos volg:
- Koolstof: 0,08% maksimum
- Mangaan: 2,00% maks
- Nikkel: 9,00% min

Vlekvrye staal 321 spoelbuis meganiese eienskappe

Volgens die vervaardiger van vlekvrye staal 321 spoelbuise word die meganiese eienskappe van vlekvrye staal 321 spoelbuise hieronder getabelleer: Treksterkte (psi) Opbrengsterkte (psi) Verlenging (%)

Toepassings en gebruike van vlekvrye staal 321 spoelbuis

In baie ingenieurstoepassings is die meganiese en korrosie-eienskappe van dupleks vlekvrye staal (DSS) gelaste strukture die belangrikste faktore.Die huidige studie het die meganiese eienskappe en korrosiebestandheid van dupleks vlekvrye staal sweislasse ondersoek in 'n omgewing wat 3.5% NaCl simuleer deur 'n spesiaal ontwerpte nuwe elektrode te gebruik sonder die toevoeging van legeringselemente by die vloedmonsters.Twee verskillende tipes vloeistowwe met 'n basiese indeks van 2.40 en 0.40 is onderskeidelik op elektrodes E1 en E2 vir die sweis van DSS-borde gebruik.Die termiese stabiliteit van die vloedsamestellings is geëvalueer met behulp van termogravimetriese analise.Die chemiese samestelling sowel as die meganiese en korrosie-eienskappe van die sweislasse is geëvalueer deur gebruik te maak van emissiespektroskopie in ooreenstemming met verskeie ASTM-standaarde.X-straaldiffraksie word gebruik om die fases wat teenwoordig is in DSS-sweislasse te bepaal, en skandeerelektron met EDS word gebruik om die mikrostruktuur van sweislasse te inspekteer.Die treksterkte van gelaste verbindings gemaak deur E1-elektrodes was binne 715-732 MPa, deur E2-elektrodes - 606-687 MPa.Die sweisstroom is van 90 A tot 110 A verhoog, en die hardheid is ook verhoog.Gelaste verbindings met E1-elektrodes wat met basiese vloeistowwe bedek is, het beter meganiese eienskappe.Die staalstruktuur het hoë korrosiebestandheid in 'n 3,5% NaCl-omgewing.Dit bevestig die werkbaarheid van gelaste lasse wat met nuut ontwikkelde elektrodes gemaak is.Die resultate word bespreek in terme van die uitputting van legeringselemente soos Cr en Mo waargeneem in sweislasse met bedekte elektrodes E1 en E2, en die vrystelling van Cr2N in sweislasse wat gemaak is met elektrodes E1 en E2.
Histories dateer die eerste amptelike vermelding van dupleks vlekvrye staal (DSS) terug na 1927, toe dit net vir sekere gietstukke gebruik is en nie in die meeste tegniese toepassings gebruik is nie weens die hoë koolstofinhoud1.Maar daarna is die standaard koolstofinhoud verminder tot 'n maksimum waarde van 0,03%, en hierdie staal het wyd in verskeie velde gebruik geword2,3.DSS is 'n familie van allooie met ongeveer gelyke hoeveelhede ferriet en austeniet.Navorsing het getoon dat die ferritiese fase in DSS uitstekende beskerming bied teen chloried-geïnduseerde spanningskorrosie krake (SCC), wat 'n belangrike kwessie vir austenitiese vlekvrye staal (ASS) in die 20ste eeu was.Aan die ander kant, in sommige ingenieurs- en ander industrieë4 groei die vraag na berging teen 'n tempo van tot 20% per jaar.Hierdie innoverende staal met 'n twee-fase austenitiese-ferritiese struktuur kan verkry word deur geskikte samestelling seleksie, fisies-chemiese en termomeganiese verfyning.In vergelyking met enkelfase vlekvrye staal, het DSS 'n hoër opbrengssterkte en voortreflike vermoë om SCC5, 6, 7, 8 te weerstaan. Die dupleksstruktuur gee hierdie staale onoortreflike sterkte, taaiheid en verhoogde korrosiebestandheid in aggressiewe omgewings wat sure, suurchloriede bevat, seewater en bytende chemikalieë9.As gevolg van die jaarlikse prysskommelings van nikkel (Ni) legerings in die algemene mark, het die DSS struktuur, veral die lae nikkel tipe (lean DSS), baie uitstaande prestasies behaal in vergelyking met gesiggesentreerde kubieke (FCC) yster10, 11. Die belangrikste probleem van ASE-ontwerpe is dat hulle aan verskeie strawwe toestande onderwerp word.Daarom probeer verskeie ingenieursdepartemente en maatskappye om alternatiewe lae nikkel (Ni) vlekvrye staal te bevorder wat so goed as of beter presteer as tradisionele ASS met geskikte sweisbaarheid en wat in industriële toepassings soos seewater hitteruilers en die chemiese industrie gebruik word.houer 13 vir omgewings met 'n hoë konsentrasie chloriede.
In moderne tegnologiese vooruitgang speel gelaste produksie 'n belangrike rol.Tipies word DSS-struktuurlede verbind deur gasbeskermde boogsweiswerk of gasbeskermde boogsweiswerk.Die sweislas word hoofsaaklik beïnvloed deur die samestelling van die elektrode wat vir sweiswerk gebruik word.Sweiselektrodes bestaan ​​uit twee dele: metaal en vloeimiddel.Meestal word elektrodes bedek met vloeimiddel, 'n mengsel van metale wat, wanneer dit ontbind, gasse vrystel en 'n beskermende slak vorm om die sweislas teen kontaminasie te beskerm, die stabiliteit van die boog te verhoog en 'n legeringskomponent by te voeg om die kwaliteit van sweiswerk te verbeter14 .Gietyster, aluminium, vlekvrye staal, sagte staal, hoësterkte staal, koper, koper en brons is van die sweiselektrodemetale, terwyl sellulose, ysterpoeier en waterstof van die vloeistowwe is wat gebruik word.Soms word natrium, titanium en kalium ook by die vloedmengsel gevoeg.
Sommige navorsers het probeer om die effek van elektrodekonfigurasie op die meganiese en korrosie-integriteit van gelaste staalstrukture te bestudeer.Singh et al.15 het die effek van vloedsamestelling op die verlenging en treksterkte van sweislasse wat deur onderwaterboogsweis gesweis is, ondersoek.Die resultate toon dat CaF2 en NiO die hoofbepalers van treksterkte is in vergelyking met die teenwoordigheid van FeMn.Chirag et al.16 het SMAW-verbindings ondersoek deur die konsentrasie van rutiel (TiO2) in 'n elektrodevloeimengsel te verander.Daar is gevind dat die eienskappe van mikrohardheid toegeneem het as gevolg van 'n toename in die persentasie en migrasie van koolstof en silikon.Kumar [17] het die ontwerp en ontwikkeling van geagglomereerde vloeistowwe vir onderwaterboogsweis van staalplate bestudeer.Nwigbo en Atuanya18 het die gebruik van kaliumryke natriumsilikaatbinders vir die vervaardiging van boogsweisvloeistowwe ondersoek en sweislasse met 'n hoë treksterkte van 430 MPa en 'n aanvaarbare korrelstruktuur gevind.Lothongkum et al.19 het 'n potensiokinetiese metode gebruik om die volumefraksie van austeniet in dupleks vlekvrye staal 28Cr–7Ni–O–0.34N in 'n lugversadigde NaCl-oplossing teen 'n konsentrasie van 3.5% gew.onder pH toestande.en 27°C.Beide dupleks en mikro dupleks vlekvrye staal toon dieselfde effek van stikstof op korrosie gedrag.Stikstof het nie die korrosiepotensiaal of tempo by pH 7 en 10 beïnvloed nie, maar die korrosiepotensiaal by pH 10 was laer as by pH 7. Aan die ander kant, by alle pH-vlakke wat bestudeer is, het die potensiaal begin toeneem met toenemende stikstofinhoud .Lacerda et al.20 het kuiping van dupleks vlekvrye staal UNS S31803 en UNS S32304 in 3.5% NaCl-oplossing bestudeer met behulp van sikliese potensiodinamiese polarisasie.In 'n 3.5 gew.% oplossing van NaCl, is tekens van pitting gevind op die twee ondersoekde staalplate.UNS S31803-staal het 'n hoër korrosiepotensiaal (Ecorr), putpotensiaal (Epit) en polarisasieweerstand (Rp) as UNS S32304-staal.UNS S31803-staal het 'n hoër repassiwiteit as UNS S32304-staal.Volgens 'n studie deur Jiang et al.[21], die heraktiveringspiek wat ooreenstem met die dubbelfase (austeniet- en ferrietfase) van dupleks-vlekvrye staal sluit tot 65% van die ferrietsamestelling in, en die ferriet-heraktiveringsstroomdigtheid neem toe met toenemende hittebehandelingstyd.Dit is welbekend dat die austenitiese en ferritiese fases verskillende elektrochemiese reaksies by verskillende elektrochemiese potensiale vertoon21,22,23,24.Abdo et al.25 het potensiodinamiese metings van polarisasiespektroskopie en elektrochemiese impedansiespektroskopie gebruik om die elektrochemies-geïnduseerde korrosie van lasergelaste 2205 DSS-legering in kunsmatige seewater (3.5% NaCl) onder toestande van wisselende suur en alkaliniteit te bestudeer.Pitkorrosie is op die blootgestelde oppervlaktes van die getoetsde DSS-monsters waargeneem.Op grond van hierdie bevindinge is daar vasgestel dat daar 'n proporsionele verband is tussen die pH van die oplosmedium en die weerstand van die film wat in die proses van ladingoordrag gevorm word, wat die vorming van pitting en die spesifikasie daarvan direk beïnvloed.Die doel van hierdie studie was om te verstaan ​​hoe 'n nuut ontwikkelde sweiselektrode samestelling die meganiese en slytvaste integriteit van gelaste DSS 2205 in 'n 3.5% NaCl omgewing beïnvloed.
Die vloeiminerale (bestanddele) wat in die elektrodebedekkingsformulerings gebruik is, was kalsiumkarbonaat (CaCO3) van Obajana-distrik, Kogi-staat, Nigerië, kalsiumfluoried (CaF2) van Taraba-staat, Nigerië, silikondioksied (SiO2), talkpoeier (Mg3Si4O10(OH) ) )2) en rutiel (TiO2) is verkry vanaf Jos, Nigerië, en kaolien (Al2(OH)4Si2O5) is verkry vanaf Kankara, Katsina-staat, Nigerië.Kaliumsilikaat word as bindmiddel gebruik, dit word uit Indië verkry.
Soos getoon in Tabel 1, is die samestellende oksiede onafhanklik op 'n digitale balans geweeg.Dit is dan gemeng met 'n kaliumsilikaatbindmiddel (23% volgens gewig) in 'n elektriese menger (model: 641-048) van Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) vir 30 minute om 'n homogene halfvaste pasta te verkry.Die nat gemengde vloeimiddel word in 'n silindriese vorm vanaf die briketmaakmasjien gedruk en in die ekstrusiekamer ingevoer teen 'n druk van 80 tot 100 kg/cm2, en vanaf die draadtoevoerkamer word in die vlekvrye draadekstruder van 3.15 mm deursnee ingevoer.Die vloed word deur 'n mondstuk/matrysstelsel gevoer en in die ekstruder ingespuit om die elektrodes uit te druk.'n Bedekkingsfaktor van 1.70 mm is verkry, waar die bedekkingsfaktor gedefinieer word as die verhouding van die elektrode deursnee tot die string deursnee.Daarna is die bedekte elektrodes vir 24 uur in die lug gedroog en dan vir 2 uur in 'n moffeloond (model PH-248-0571/5448) by 150–250 °C\(-\) gekalsineer.Gebruik die vergelyking om die alkaliniteit van die vloei te bereken.(1) 26;
Die termiese stabiliteit van vloedmonsters van samestellings E1 en E2 is met behulp van termogravimetriese analise (TGA) bepaal.'n Monster van ongeveer 25.33 mg vloed is in die TGA gelaai vir ontleding.Die eksperimente is uitgevoer in 'n inerte medium verkry deur 'n deurlopende vloei van N2 teen 'n tempo van 60 ml/min.Die monster is verhit van 30°C tot 1000°C teen 'n verhittingstempo van 10°C/min.Na aanleiding van die metodes genoem deur Wang et al.27, Xu et al.28 en Dagwa et al.29, is termiese ontbinding en gewigsverlies van die monsters by sekere temperature vanaf TGA-persele geassesseer.
Verwerk twee 300 x 60 x 6 mm DSS-plate om voor te berei vir soldering.Die V-groef is ontwerp met 'n 3mm wortelgaping, 2mm wortelgat en 'n 60° groefhoek.Die plaat is dan met asetoon afgespoel om moontlike kontaminante te verwyder.Sweis die plate met 'n afgeskermde metaalboogsweiser (SMAW) met gelykstroomelektrode positiewe polariteit (DCEP) deur bedekte elektrodes (E1 en E2) en 'n verwysingselektrode (C) met 'n deursnee van 3,15 mm te gebruik.Elektriese ontladingsbewerking (EDM) (Model: Excetek-V400) is gebruik om gesweisde staalmonsters te masjineer vir meganiese toetsing en korrosiekarakterisering.Tabel 2 toon die voorbeeldkode en beskrywing, en Tabel 3 toon die verskillende sweiswerkparameters wat gebruik word om die DSS-bord te sweis.Vergelyking (2) word gebruik om die ooreenstemmende hitte-insette te bereken.
Met behulp van 'n Bruker Q8 MAGELLAN optiese emissiespektrometer (OES) met 'n golflengte van 110 tot 800 nm en SQL databasis sagteware, is die chemiese samestelling van sweislase van elektrodes E1, E2 en C, asook monsters van die basismetaal, bepaal.gebruik die gaping tussen die elektrode en die metaalmonster wat getoets word. Genereer elektriese energie in die vorm van 'n vonk.'n Monster van die komponente word verdamp en gespuit, gevolg deur atoomopwekking, wat vervolgens 'n spesifieke lynspektrum uitstraal31.Vir kwalitatiewe ontleding van die monster, meet die fotovermenigvuldigerbuis die teenwoordigheid van 'n toegewyde spektrum vir elke element, sowel as die intensiteit van die spektrum.Gebruik dan die vergelyking om die ekwivalente putweerstandgetal (PREN) te bereken.(3) Verhouding 32 en die WRC 1992 toestandsdiagram word gebruik om die chroom- en nikkelekwivalente (Creq en Nieq) uit die vergelykings te bereken.(4) en (5) is onderskeidelik 33 en 34;
Let daarop dat PREN slegs die positiewe impak van die drie hoofelemente Cr, Mo en N in ag neem, terwyl die stikstoffaktor x in die reeks van 16-30 is.Tipies word x gekies uit die lys van 16, 20 of 30. In navorsing oor dupleks vlekvrye staal word 'n tussenwaarde van 20 die meeste gebruik om PREN35,36-waardes te bereken.
Gelaste lasse wat met verskillende elektrodes gemaak is, is trek getoets op 'n universele toetsmasjien (Instron 8800 UTM) teen 'n vervormingstempo van 0.5 mm/min in ooreenstemming met ASTM E8-21.Treksterkte (UTS), 0.2% skuifkrag (YS), en verlenging is volgens ASTM E8-2137 bereken.
DSS 2205-sweislasse is eers geslyp en gepoleer met behulp van verskillende korrelgroottes (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 en 1200) voor hardheidsontleding.Gelaste monsters is gemaak met elektrodes E1, E2 en C. Hardheid word gemeet op tien (10) punte vanaf die middel van die sweislas na die basismetaal met 'n interval van 1 mm.
X-straaldiffraktometer (D8 Discover, Bruker, Duitsland) gekonfigureer met Bruker XRD Commander-sagteware vir data-insameling en Fe-gefiltreerde Cu-K-α-straling met 'n energie van 8,04 keV wat ooreenstem met 'n golflengte van 1,5406 Å en 'n skanderingstempo van 3 ° Skandeerbereik (2θ) min-1 is 38 tot 103° vir fase-analise met E1, E2 en C en BM elektrodes teenwoordig in DSS sweislasse.Die Rietveld-verfyningmetode is gebruik om samestellende fases te indekseer deur die MAUD-sagteware wat deur Lutterrotti39 beskryf is, te gebruik.Gebaseer op ASTM E1245-03, is 'n kwantitatiewe metallografiese analise van mikroskopiese beelde van die sweisverbindings van elektrodes E1, E2 en C uitgevoer met behulp van Image J40 sagteware.Die resultate van die berekening van die volumefraksie van die ferriet-austenitiese fase, hul gemiddelde waarde en afwyking word in tabel gegee.5. Soos getoon in die voorbeeldkonfigurasie in fig.6d, optiese mikroskopie (OM) analise is uitgevoer op PM en gelaste lasse met elektrodes E1 en E2 om die morfologie van die monsters te bestudeer.Die monsters is gepoleer met 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 en 2000 korrel silikonkarbied (SiC) skuurpapier.Die monsters is dan elektrolities geëts in 'n 10% waterige oksaalsuur oplossing by kamertemperatuur by spanning van 5 V vir 10 s en geplaas op 'n LEICA DM 2500 M optiese mikroskoop vir morfologiese karakterisering.Verdere polering van die monster is uitgevoer met behulp van 2500 grit silikonkarbied (SiC) papier vir SEM-BSE analise.Daarbenewens is die gelaste verbindings ondersoek vir mikrostruktuur deur gebruik te maak van 'n ultrahoë resolusie veld emissie skandeer elektronmikroskoop (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, VSA) toegerus met 'n EMF.'n Monster van 20 × 10 × 6 mm is gemaal met verskillende SiC-skuurpapiere wat in grootte wissel van 120 tot 2500. Die monsters is elektrolities geëts in 40 g NaOH en 100 ml gedistilleerde water teen 'n spanning van 5 V vir 15 s, en dan gemonteer op 'n monsterhouer, geleë in die SEM-kamer, vir die ontleding van monsters nadat die kamer met stikstof gesuiwer is.'n Elektronstraal wat deur 'n verhitte wolframfilament gegenereer word, skep 'n rooster op die monster om beelde te produseer met verskillende vergrotings, en EMF-resultate is verkry deur die metodes van Roche et al.41 en Mokobi 42 .
'n Elektrochemiese potensiodinamiese polarisasiemetode volgens ASTM G59-9743 en ASTM G5-1444 is gebruik om die degradasiepotensiaal van DSS 2205 plate gesweis met E1, E2 en C elektrodes in 'n 3.5% NaCl omgewing te evalueer.Elektrochemiese toetse is uitgevoer met behulp van 'n rekenaar-beheerde Potentiostaat-Galvanostaat/ZRA-apparaat (model: PC4/750, Gamry Instruments, VSA).Elektrochemiese toetse is op 'n drie-elektrode toetsopstelling uitgevoer: DSS 2205 as werkelektrode, versadigde kalomelelektrode (SCE) as verwysingselektrode en grafietstaaf as teenelektrode.Die metings is uitgevoer met behulp van 'n elektrochemiese sel, waarin die area van werking van die oplossing die area van die werkende elektrode 0,78 cm2 was.Metings is gemaak tussen -1.0 V tot +1.6 V potensiale op 'n vooraf gestabiliseerde OCP (relatief tot OCP) teen 'n skanderingtempo van 1.0 mV/s.
Elektrochemiese putkritiese temperatuurtoetse is in 3.5% NaCl uitgevoer om die putweerstand van sweislasse gemaak met E1-, E2- en C-elektrodes te evalueer.duidelik op die putpotensiaal in die PB (tussen die passiewe en transpassiewe streke), en gelaste monsters met E1, E2, Elektrodes C. Daarom word CPT-metings uitgevoer om die putpotensiaal van sweisverbruiksartikels akkuraat te bepaal.CPT-toetsing is uitgevoer in ooreenstemming met dupleks vlekvrye staal sweisverslae45 en ASTM G150-1846.Van elk van die staal wat gesweis moet word (S-110A, E1-110A, E2-90A), is monsters met 'n oppervlakte van 1 cm2 gesny, insluitend die basis-, sweis- en HAZ-sones.Die monsters is gepoleer met behulp van skuurpapier en 'n 1 µm alumina poeier suspensie in ooreenstemming met standaard metallografiese monster voorbereiding prosedures.Na polering, is die monsters ultrasonies skoongemaak in asetoon vir 2 min.'n 3.5% NaCl-toetsoplossing is by die CPT-toetssel gevoeg en die aanvanklike temperatuur is met 'n termostaat (Neslab RTE-111) na 25°C aangepas.Nadat die aanvanklike toetstemperatuur van 25°C bereik is, is die Ar-gas vir 15 min geblaas, dan is die monsters in die sel geplaas, en die OCF is vir 15 min gemeet.Die monster is dan gepolariseer deur 'n spanning van 0.3 V by 'n aanvanklike temperatuur van 25°C toe te pas, en die stroom is vir 10 min45 gemeet.Begin die oplossing teen 'n tempo van 1 °C/min tot 50 °C verhit.Tydens die verhitting van die toetsoplossing word die temperatuursensor gebruik om die temperatuur van die oplossing deurlopend te monitor en tyd- en temperatuurdata te stoor, en die potensiostaat/galvanostaat word gebruik om die stroom te meet.'n Grafietelektrode is as die teenelektrode gebruik, en alle potensiale is gemeet relatief tot die Ag/AgCl verwysingselektrode.Argonsuiwering is deur die hele toets uitgevoer.
Op fig.1 toon die samestelling (in gewig persent) van die vloedkomponente F1 en F2 wat gebruik word vir die vervaardiging van onderskeidelik alkaliese (E1) en suur (E2) elektrodes.Die vloedbasis-indeks word gebruik om die meganiese en metallurgiese eienskappe van gelaste lasse te voorspel.F1 is die komponent van die vloed wat gebruik word om die E1-elektrodes te bedek, wat alkaliese vloed genoem word omdat die basiese indeks > 1.2 (dws 2.40) is, en F2 is die vloed wat gebruik word om die E2-elektrodes te bedek, wat suurvloed genoem word as gevolg van sy basaliteit indeks < 0,9 (dws 2,40).0,40).Dit is duidelik dat elektrodes wat met basiese vloede bedek is in die meeste gevalle beter meganiese eienskappe het as elektrodes wat met suur vloede bedek is.Hierdie eienskap is 'n funksie van die dominansie van die basiese oksied in die vloedsamestellingstelsel vir elektrode E1.Inteendeel, die slakverwydering (skeibaarheid) en lae spatsels wat waargeneem word in gewrigte wat met E2-elektrodes gesweis is, is kenmerkend van elektrodes met 'n suurvloeilaag met 'n hoë inhoud van rutiel.Hierdie waarneming stem ooreen met die bevindinge van Gill47 dat die effek van rutielinhoud op slaklosmaakbaarheid en die lae spatsel van suurvloeibedekte elektrodes bydra tot vinnige slakvriesing.Kaolien in die vloeistelsel wat gebruik word om elektrodes E1 en E2 te bedek, is as 'n smeermiddel gebruik, en talkpoeier het die uitdrywingbaarheid van die elektrodes verbeter.Kaliumsilikaatbinders in vloedstelsels dra by tot beter boogontsteking en werkverrigtingstabiliteit, en verbeter, benewens hul kleef-eienskappe, slakskeiding in gelaste produkte.Aangesien CaCO3 'n netto breker (slagbreker) in die vloed is en geneig is om baie rook tydens sweis te genereer as gevolg van termiese ontbinding in CaO en ongeveer 44% CO2, help TiO2 (as 'n netto bouer / slakvormer) om die hoeveelheid te verminder rook tydens sweiswerk.sweis en sodoende slak losmaakbaarheid verbeter soos voorgestel deur Jing et al.48.Fluor Flux (CaF2) is 'n chemies aggressiewe vloeimiddel wat soldeer skoonheid verbeter.Jastrzębska et al.49 het die effek van die fluoriedsamestelling van hierdie vloedsamestelling op sweis-skoonheid eienskappe gerapporteer.Tipies word vloed by die sweisarea gevoeg om boogstabiliteit te verbeter, legeringselemente by te voeg, slak op te bou, produktiwiteit te verhoog en die kwaliteit van die sweispoel 50 te verbeter.
Die TGA-DTG-krommes wat in Fig.2a en 2b toon 'n drie-stadium gewigsverlies by verhitting in die temperatuurreeks van 30–1000°C in 'n stikstofatmosfeer.Die resultate in Figure 2a en b toon dat vir basiese en suur vloedmonsters, die TGA-kromme reguit afsak totdat dit uiteindelik parallel met die temperatuur-as word, rondom 866.49°C en 849.10°C onderskeidelik.Gewigsverlies van 1.30% en 0.81% aan die begin van die TGA-kurwes in Fig. 2a en 2b is as gevolg van vog wat deur die vloedkomponente geabsorbeer word, asook verdamping en dehidrasie van oppervlakvog.Die belangrikste ontbindings van monsters van die hoofvloed by die tweede en derde stadiums in fig.2a het voorgekom in die temperatuurreekse 619.45°C–766.36°C en 766.36°C–866.49°C, en die persentasie van hul gewigsverlies was 2.84 en 9.48%., onderskeidelik.Terwyl vir die suurvloeimonsters in Fig. 7b, wat in die temperatuurreekse van 665.23°C–745.37°C en 745.37°C–849.10°C was, hul persentasie gewigsverlies onderskeidelik 0.81 en 6.73% was, wat toegeskryf is aan termiese ontbinding.Aangesien die vloedkomponente anorganies is, is die vlugtige stowwe beperk tot die vloedmengsel.Daarom is reduksie en oksidasie verskriklik.Dit stem ooreen met die resultate van Balogun et al.51, Kamli et al.52 en Adeleke et al.53.Die som van die massaverlies van die vloedmonster waargeneem in fig.2a en 2b is onderskeidelik 13,26% en 8,43%.Minder massaverlies van vloedmonsters in fig.2b is te wyte aan die hoë smeltpunte van TiO2 en SiO2 (1843 en 1710°C onderskeidelik) as die hoofoksiede waaruit die vloedmengsel bestaan54,55, terwyl TiO2 en SiO2 laer smeltpunte het.smeltpunt Primêre oksied: CaCO3 (825 °C) in die vloedmonster in fig.2a56.Hierdie veranderinge in die smeltpunt van primêre oksiede in vloedmengsels word goed gerapporteer deur Shi et al.54, Ringdalen et al.55 en Du et al.56.Deur voortdurende gewigsverlies in Fig. 2a en 2b waar te neem, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die vloedmonsters wat in die E1 en E2 elektrodebedekkings gebruik word, een-stap ontbinding ondergaan, soos voorgestel deur Brown57.Die temperatuurreeks van die proses kan gesien word uit die afgeleide kurwes (wt%) in fig.2a en b.Aangesien die TGA-kromme nie die spesifieke temperatuur waarby die vloedstelsel faseverandering en kristallisasie ondergaan akkuraat kan beskryf nie, word die TGA-afgeleide gebruik om die presiese temperatuurwaarde van elke verskynsel (faseverandering) te bepaal as 'n endotermiese piek om die vloedstelsel voor te berei.
TGA-DTG-krommes wat termiese ontbinding van (a) alkaliese vloed vir E1-elektrodebedekking en (b) suurvloed vir E2-elektrodebedekking toon.
Tabel 4 toon die resultate van spektrofotometriese analise en SEM-EDS analise van DSS 2205 basismetaal en sweislasse gemaak met behulp van E1, E2 en C elektrodes.E1 en E2 het getoon dat die inhoud van chroom (Cr) skerp afgeneem het tot 18,94 en 17,04%, en die inhoud van molibdeen (Mo) was onderskeidelik 0,06 en 0,08%.die waardes van sweislasse met elektrodes E1 en E2 is laer.Dit is effens in lyn met die berekende PREN-waarde vir die ferritiese-austenitiese fase van die SEM-EDS-analise.Daarom kan gesien word dat putvorming begin by die stadium met lae PREN-waardes (sweislasse vanaf E1 en E2), basies soos beskryf in Tabel 4. Dit is 'n aanduiding van uitputting en moontlike neerslag van die legering in die sweislas.Vervolgens word die vermindering in die inhoud van Cr- en Mo-legeringselemente in sweislasse vervaardig met behulp van elektrodes E1 en E2 en hul lae put-ekwivalentwaardes (PREN) getoon in Tabel 4, wat 'n probleem skep vir die handhawing van weerstand in aggressiewe omgewings, veral in chloried omgewings.-bevattende omgewing.Die relatief hoë nikkel (Ni) inhoud van 11,14% en die toelaatbare limiet van mangaan inhoud in die gelaste lasse van die E1 en E2 elektrodes het moontlik 'n positiewe uitwerking gehad op die meganiese eienskappe van sweislasse wat gebruik word in toestande wat seewater simuleer (Fig. 3) ).is gemaak deur gebruik te maak van die werk van Yuan en Oy58 en Jing et al.48 oor die effek van hoë nikkel en mangaan samestellings op die verbetering van die meganiese eienskappe van DSS gelaste strukture onder strawwe bedryfstoestande.
Trektoetsresultate vir (a) UTS en 0.2% sak YS en (b) uniforme en volle verlenging en hul standaardafwykings.
Die sterkte-eienskappe van die basismateriaal (BM) en sweislasse gemaak van die ontwikkelde elektrodes (E1 en E2) en 'n kommersieel beskikbare elektrode (C) is geëvalueer by twee verskillende sweisstrome van 90 A en 110 A. 3(a) en (b) toon UTS, YS met 0.2% offset, saam met hul verlenging en standaardafwyking data.Die UTS en YS verreken resultate van 0.2% verkry uit Fig.3a toon die optimale waardes vir monster nr.1 (BM), monster no.3 (sweis E1), monster nr.5 (sweis E2) en monster nr.6 (sweislasse met C) is onderskeidelik 878 en 616 MPa, 732 en 497 MPa, 687 en 461 MPa en 769 en 549 MPa, en hul onderskeie standaardafwykings.Uit fig.110 A) is monsters wat onderskeidelik 1, 2, 3, 6 en 7 genommer is, met minimum aanbevole trekeienskappe van meer as 450 MPa in trektoets en 620 MPa in trektoets wat deur Grocki32 voorgestel is.Die verlenging van sweismonsters met elektrodes E1, E2 en C, verteenwoordig deur monsters nr. 2, nr. 3, nr. 4, nr. 5, nr. 6 en nr. 7, by sweisstrome van 90 A en 110 A, onderskeidelik, weerspieël plastisiteit en eerlikheid.verband met onedelmetale.Die laer verlenging is verklaar deur moontlike sweisdefekte of die samestelling van die elektrodevloed (Fig. 3b).Daar kan tot die gevolgtrekking gekom word dat BM dupleks vlekvrye staal en gelaste lasse met E1, E2 en C elektrodes in die algemeen aansienlik hoër trek eienskappe het as gevolg van hul relatief hoë nikkel inhoud (Tabel 4), maar hierdie eienskap is waargeneem in gelaste lasse.Minder effektiewe E2 word verkry uit die suur samestelling van die vloed.Gunn59 het die effek van nikkellegerings op die verbetering van die meganiese eienskappe van gelaste verbindings en die beheer van fase-ewewig en elementverspreiding gedemonstreer.Dit bevestig weereens die feit dat elektrodes gemaak van basiese vloedsamestellings beter meganiese eienskappe het as elektrodes gemaak van suur vloedmengsels, soos voorgestel deur Bang et al.60.Daar is dus 'n beduidende bydrae gemaak tot die bestaande kennis oor die eienskappe van die sweislas van die nuwe bedekte elektrode (E1) met goeie trekeienskappe.
Op fig.Figure 4a en 4b toon die Vickers-mikrohardheidskenmerke van eksperimentele monsters van gelaste verbindings van elektrodes E1, E2 en C. 4a toon die hardheidsresultate verkry vanaf een rigting van die monster (van WZ tot BM), en in fig.4b toon die hardheid resultate verkry aan beide kante van die monster.Die hardheidswaardes wat verkry word tydens die sweis van monsters nommers 2, 3, 4 en 5, wat gelaste verbindings met elektrodes E1 en E2 is, kan te wyte wees aan die growwe korrelstruktuur tydens stolling in sweissiklusse.'n Skerp toename in hardheid is waargeneem beide in die grofkorrelige HAZ en in die fynkorrelige HAZ van alle monsters nr. 2-7 (sien monsterkodes in Tabel 2), wat verklaar kan word deur 'n moontlike verandering in die mikrostruktuur van die sweislas as gevolg van chroom-sweismonsters is ryk aan emissies (Cr23C6) .In vergelyking met ander sweismonsters 2, 3, 4 en 5, is die hardheidwaardes van die sweisverbindings van monsters nr. 6 en 7 in Fig.4a en 4b hierbo (Tabel 2).Volgens Mohammed et al.61 en Nowacki en Lukoje62 kan dit wees as gevolg van die hoë ferriet δ waarde en geïnduseerde residuele spannings in die sweislas, sowel as uitputting van legeringselemente soos Mo en Cr in die sweislas.Die hardheidwaardes van alle oorweegde eksperimentele monsters in die gebied van BM blyk konsekwent te wees.Die neiging in die resultate van hardheidsanalise van gelaste monsters stem ooreen met die gevolgtrekkings van ander navorsers61,63,64.
Hardheidwaardes van gelaste lasse van DSS-monsters (a) halfseksie van gelaste monsters en (b) volle gedeelte van gelaste lasse.
Die verskillende fases teenwoordig in die gelaste DSS 2205 met E1-, E2- en C-elektrodes is verkry en die XRD-spektra vir die diffraksiehoek 2\(\theta\) word in Fig. 5 getoon. Pieke van austeniet (\(\gamma\) ) en ferriet (\(\alpha\)) fases is geïdentifiseer teen diffraksiehoeke van 43° en 44°, wat afdoende bevestig dat die sweissamestelling twee-fase 65 vlekvrye staal is.dat DSS BM slegs austenitiese (\(\gamma\)) en ferritiese (\(\alpha\)) fases toon, wat die mikrostrukturele resultate wat in Figure 1 en 2 aangebied word, bevestig. 6c, 7c en 9c.Die ferritiese (\(\alpha\)) fase waargeneem met DSS BM en die hoë piek in die sweislas aan elektrode C is 'n aanduiding van sy korrosie weerstand, aangesien hierdie fase daarop gemik is om die korrosie weerstand van die staal te verhoog, soos Davison en Redmond66 het gestel, die teenwoordigheid van ferrietstabiliserende elemente, soos Cr en Mo, stabiliseer effektief die passiewe film van die materiaal in chloried-bevattende omgewings.Tabel 5 toon die ferriet-austenitiese fase deur kwantitatiewe metallografie.Die verhouding van die volumefraksie van die ferriet-austenitiese fase in die gelaste lasse van die elektrode C word ongeveer (≈1:1) bereik.Die lae ferriet (\(\alpha\)) fase samestelling van sweislasse wat E1 en E2 elektrodes gebruik in die volume fraksie resultate (Tabel 5) dui op 'n moontlike sensitiwiteit vir 'n korrosiewe omgewing, wat deur elektrochemiese analise bevestig is.bevestig (Fig. 10a,b)), aangesien die ferrietfase hoë sterkte en beskerming bied teen chloried-geïnduseerde spanningskorrosie-krake.Dit word verder bevestig deur die lae hardheidwaardes wat in die sweislasse van elektrodes E1 en E2 in fig.4a,b, wat veroorsaak word deur die lae proporsie ferriet in die staalstruktuur (Tabel 5).Die teenwoordigheid van ongebalanseerde austenitiese (\(\gamma\)) en ferritiese (\(\alpha\)) fases in gelaste lasse wat E2-elektrodes gebruik, dui op die werklike kwesbaarheid van staal vir eenvormige korrosieaanval.Inteendeel, die XPA-spektra van tweefasestaal van gelaste verbindings met E1- en C-elektrodes, tesame met die resultate van BM, dui gewoonlik op die teenwoordigheid van austenitiese en ferritiese stabiliserende elemente, wat die materiaal nuttig maak in konstruksie en die petrochemiese industrie , want aangevoer Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant en ander67.
Optiese mikrofoto's van gelaste verbindings van E1-elektrodes met verskillende sweisgeometrieë: (a) HAZ wat die smeltlyn aandui, (b) HAZ wat die smeltlyn met hoër vergroting aantoon, (c) BM vir die ferritiese-austenitiese fase, (d) sweisgeometrie , (e) Toon die oorgangsone naby, (f) HAZ toon die ferritiese-austenitiese fase by hoër vergroting, (g) Sweissone toon die ferritiese-austenitiese fase Trekfase.
Optiese mikrofoto's van E2-elektrodesweislasse by verskeie sweisgeometrieë: (a) HAZ wat die smeltlyn aantoon, (b) HAZ wat die smeltlyn by hoër vergroting aantoon, (c) BM vir die ferritiese-austenitiese grootmaatfase, (d) sweisgeometrie, (e) ) wat die oorgangsone in die omgewing aandui, (f) HAZ wat die ferritiese-austenitiese fase by hoër vergroting aantoon, (g) sweissone wat die ferritiese-austenitiese fase toon.
Figure 6a–c en, byvoorbeeld, toon die metallografiese struktuur van DSS-verbindings wat met behulp van 'n E1-elektrode by verskeie sweisgeometrieë gesweis is (Figuur 6d), wat aandui waar die optiese mikrofoto's met verskillende vergrotings geneem is.Op fig.6a, b, f – oorgangsones van gelaste verbindings, wat die fase-ewewigstruktuur van ferriet-austeniet demonstreer.Figure 7a-c en byvoorbeeld toon ook die OM van 'n DSS-las wat met 'n E2-elektrode gesweis is by verskeie sweisgeometrieë (Figuur 7d), wat die OM-analisepunte by verskillende vergrotings voorstel.Op fig.7a,b,f toon die oorgangsone van 'n gelaste verbinding in ferritiese-austenitiese ewewig.OM in die sweissone (WZ) word in fig.1 en fig.2. Sweislasse vir elektrodes E1 en E2 6g en 7g, onderskeidelik.OM op BM word in Figuur 1 en 2 getoon. In fig.6c, e en 7c, e toon die geval van gelaste verbindings met elektrodes E1 en E2, onderskeidelik.Die lig area is die austeniet fase en die donker swart area is die ferriet fase.Fase-ewewigte in die hitte-geaffekteerde sone (HAZ) naby die samesmeltingslyn het die vorming van Cr2N presipitate aangedui, soos getoon in die SEM-BSE mikrograwe in Fig.8a,b en bevestig in fig.9a,b.Die teenwoordigheid van Cr2N waargeneem in die ferrietfase van die monsters in Fig.8a,b en bevestig deur SEM-EMF-puntanalise en EMF-lyndiagramme van gelaste dele (Fig. 9a-b), is te wyte aan die hoër sweishittetemperatuur.Sirkulasie versnel die invoering van chroom en stikstof, aangesien hoë temperatuur in die sweislas die diffusiekoëffisiënt van stikstof verhoog.Hierdie resultate ondersteun studies deur Ramirez et al.68 en Herenyu et al.69 wat toon dat, ongeag stikstofinhoud, Cr2N gewoonlik op ferrietkorrels, graangrense en α/\(\gamma\) grense neergelê word, soos ook voorgestel deur ander navorsers.70,71.
(a) kol-SEM-EMF-analise (1, 2 en 3) van 'n gelaste verbinding met E2;
Die oppervlakmorfologie van verteenwoordigende monsters en hul ooreenstemmende EMK's word in Fig.10a–c.Op fig.Figure 10a en 10b toon SEM-mikrofoto's en hul EMF-spektra van gelaste verbindings met behulp van elektrodes E1 en E2 in die sweissone, onderskeidelik, en in fig.10c toon SEM mikrograwe en EMF-spektra van OM wat austeniet (\(\gamma\)) en ferriet (\(\alpha\)) fases bevat sonder enige neerslae.Soos getoon in die EDS-spektrum in Fig. 10a, gee die persentasie Cr (21.69 gew.%) en Mo (2.65 gew.%) in vergelyking met 6.25 gew.% Ni 'n gevoel van die ooreenstemmende balans van die ferriet-austenitiese fase.Mikrostruktuur met 'n hoë vermindering in die inhoud van chroom (15,97 gew.%) en molibdeen (1,06 gew.%) in vergelyking met 'n hoë inhoud van nikkel (10,08 gew.%) in die mikrostruktuur van die gelaste verbinding van elektrode E2, getoon in fig.1. Vergelyk.EMF-spektrum 10b.Die naaldvormige vorm met fynerkorrelige austenitiese struktuur gesien in die WZ wat in fig.10b bevestig die moontlike uitputting van die ferritiserende elemente (Cr en Mo) in die sweislas en die neerslag van chroomnitried (Cr2N) – die austenitiese fase.Die verspreiding van neerslagdeeltjies langs die grense van die austenitiese (\(\gamma\)) en ferritiese (\(\alpha\)) fases van DSS-sweislas bevestig hierdie stelling72,73,74.Dit lei ook tot sy swak korrosieprestasie, aangesien Cr beskou word as die hoofelement vir die vorming van 'n passiewe film wat die plaaslike korrosieweerstand van staal59,75 verbeter soos in Fig. 10b getoon.Dit kan gesien word dat die BM in die SEM mikrograaf in Fig. 10c sterk graanverfyning toon aangesien sy EDS spektrum resultate Cr (23.32 gew.%), Mo (3.33 gew.%) en Ni (6.32 gew.) toon.%) goeie chemiese eienskappe.%) as 'n belangrike legeringselement vir die kontrolering van die ewewigsmikrostruktuur van die ferriet-austenitiese fase van die DSS76-struktuur.Die resultate van die komposisie-EMK-spektroskopiese analise van die gelaste verbindings van die E1-elektrode regverdig die gebruik daarvan in konstruksie en effens aggressiewe omgewings, aangesien die austenietvormers en ferrietstabiliseerders in die mikrostruktuur voldoen aan die DSS AISI 220541.72-standaard vir gelaste verbindings, 77.
SEM-mikrograwe van gelaste lasse, waar (a) elektrode E1 van die sweissone 'n EMK-spektrum het, (b) elektrode E2 van die sweissone 'n EMK-spektrum het, (c) OM 'n EMK-spektrum het.
In die praktyk is daar waargeneem dat DSS-sweislasse stol in 'n ten volle ferritiese (F-modus) modus, met austenietkerne wat onder die ferritiese solvustemperatuur kerne, wat hoofsaaklik afhanklik is van die chroom tot nikkel ekwivalentverhouding (Creq/Nieq) (> 1.95 vorm modus F) Sommige navorsers het hierdie effek van staal opgemerk as gevolg van die sterk diffusievermoë van Cr en Mo as ferrietvormende elemente in die ferrietfase8078,79.Dit is duidelik dat DSS 2205 BM 'n hoë hoeveelheid Cr en Mo bevat (wat hoër Creq toon), maar 'n laer Ni-inhoud het as die sweislas met E1-, E2- en C-elektrodes, wat bydra tot 'n hoër Creq/Nieq-verhouding.Dit is ook duidelik in die huidige studie, soos getoon in Tabel 4, waar die Creq/Nieq-verhouding vir DSS 2205 BM bo 1.95 bepaal is.Dit kan gesien word dat sweislasse met elektrodes E1, E2 en C onderskeidelik in austenitiese-ferritiese modus (AF-modus), austenitiese modus (A-modus) en ferritiese-austenitiese modus verhard as gevolg van die hoër inhoud van grootmaatmodus (FA-modus). .), soos getoon in Tabel 4, is die inhoud van Ni, Cr en Mo in die sweislas minder, wat aandui dat die Creq/Nieq-verhouding laer is as dié van BM.Die primêre ferriet in die E2-elektrodesweislasse het 'n vermikulêre ferrietmorfologie gehad en die vasgestelde Creq/Nieq-verhouding was 1.20 soos beskryf in Tabel 4.
Op fig.11a toon oopkringpotensiaal (OCP) teenoor tyd vir 'n AISI DSS 2205-staalstruktuur in 3.5% NaCl-oplossing.Dit kan gesien word dat die ORP-kromme na 'n meer positiewe potensiaal verskuif, wat die voorkoms van 'n passiewe film op die oppervlak van die metaalmonster aandui, 'n daling in potensiaal dui op algemene korrosie, en 'n byna konstante potensiaal oor tyd dui op die vorming van 'n passiewe film oor tyd., Die oppervlak van die monster is stabiel en het 'n Sticky 77. Die kurwes beeld die eksperimentele substrate onder stabiele toestande uit vir alle monsters in 'n elektroliet wat 3,5% NaCl-oplossing bevat, met die uitsondering van monster 7 (sweislas met C-elektrode), wat min onstabiliteit toon.Hierdie onstabiliteit kan vergelyk word met die teenwoordigheid van chloriedione (Cl-) in oplossing, wat die korrosiereaksie baie kan versnel en sodoende die graad van korrosie verhoog.Waarnemings tydens OCP-skandering sonder toegepaste potensiaal het getoon dat Cl in die reaksie die weerstand en termodinamiese stabiliteit van die monsters in aggressiewe omgewings kan beïnvloed.Ma et al.81 en Lotho et al.5 het die bewering bevestig dat Cl- 'n rol speel in die versnelling van die agteruitgang van passiewe films op substrate, en daardeur bydra tot verdere slytasie.
Elektrochemiese analise van die bestudeerde monsters: (a) evolusie van die RSD afhangende van tyd en (b) potensiodinamiese polarisasie van die monsters in 3.5% NaCl oplossing.
Op fig.11b bied 'n vergelykende analise van die potensiodinamiese polarisasiekurwes (PPC) van gelaste verbindings van elektrodes E1, E2 en C onder die invloed van 'n 3.5% NaCl-oplossing.Gelaste BM-monsters in PPC en 3.5% NaCl-oplossing het passiewe gedrag getoon.Tabel 5 toon die elektrochemiese ontledingsparameters van die monsters verkry vanaf die PPC-kurwes, soos Ecorr (korrosiepotensiaal) en Epit (pitkorrosiepotensiaal) en hul gepaardgaande afwykings.In vergelyking met ander monsters nr. 2 en nr. 5, gesweis met elektrodes E1 en E2, het monsters nr. 1 en nr. 7 (BM en gelaste verbindings met elektrode C) 'n hoë potensiaal vir putkorrosie in NaCl-oplossing getoon (Fig. 11b) ).Die hoër passiverende eienskappe van eersgenoemde in vergelyking met laasgenoemde is as gevolg van die balans van die mikrostrukturele samestelling van die staal (austenitiese en ferritiese fases) en die konsentrasie van legeringselemente.As gevolg van die teenwoordigheid van ferriet en austenitiese fases in die mikrostruktuur, Resendea et al.82 het die passiewe gedrag van DSS in aggressiewe media ondersteun.Die lae werkverrigting van monsters wat met E1- en E2-elektrodes gesweis is, kan geassosieer word met uitputting van die hooflegeringselemente, soos Cr en Mo, in die sweissone (WZ), aangesien hulle die ferrietfase (Cr en Mo) stabiliseer, optree as passivators Legerings in die austenitiese fase van geoksideerde staal.Die effek van hierdie elemente op putweerstand is groter in die austenitiese fase as in die ferritiese fase.Om hierdie rede ondergaan die ferritiese fase passivering vinniger as die austenitiese fase wat geassosieer word met die eerste passiveringsgebied van die polarisasiekurwe.Hierdie elemente het 'n beduidende impak op DSS-pitweerstand as gevolg van hul hoër putweerstand in die austenitiese fase in vergelyking met die ferritiese fase.Daarom is die vinnige passivering van die ferrietfase 81% hoër as dié van die austenietfase.Alhoewel Cl- in oplossing 'n sterk negatiewe effek het op die passiveringsvermoë van die staalfilm83.Gevolglik sal die stabiliteit van die passiverende film van die monster aansienlik verminder84.Van Tafel.6 toon ook dat die korrosiepotensiaal (Ecorr) van gelaste verbindings met E1-elektrode ietwat minder stabiel is in oplossing in vergelyking met gelaste verbindings met E2-elektrode.Dit word ook bevestig deur die lae waardes van die hardheid van sweislasse wat elektrodes E1 en E2 in fig.4a,b, wat te wyte is aan die lae inhoud van ferriet (Tabel 5) en die lae inhoud van chroom en molibdeen (Tabel 4) in die staalstruktuur waarvan gemaak is.Daar kan tot die gevolgtrekking gekom word dat die korrosieweerstand van staal in die gesimuleerde mariene omgewing toeneem met dalende sweisstroom en afneem met lae Cr en Mo inhoud en lae ferriet inhoud.Hierdie stelling stem ooreen met 'n studie deur Salim et al.85 oor die effek van sweisparameters soos sweisstroom op die korrosie-integriteit van gelaste staal.Soos chloried die staal binnedring deur verskeie middele soos kapillêre absorpsie en diffusie, word putte (pitkorrosie) van ongelyke vorm en diepte gevorm.Die meganisme verskil aansienlik in oplossings met hoër pH waar die omliggende (OH-) groepe bloot na die staaloppervlak aangetrek word, wat die passiewe film stabiliseer en addisionele beskerming aan die staaloppervlak bied25,86.Die beste korrosiebestandheid van monsters nr. 1 en nr. 7 is hoofsaaklik te danke aan die teenwoordigheid in die staalstruktuur van 'n groot hoeveelheid δ-ferriet (Tabel 5) en 'n groot hoeveelheid Cr en Mo (Tabel 4), aangesien die vlak van putkorrosie is hoofsaaklik teenwoordig in staal, gesweis deur die DSS-metode, in die austenitiese fasestruktuur van die dele.Die chemiese samestelling van die legering speel dus 'n deurslaggewende rol in die korrosieprestasie van die gelaste verbinding87,88.Daarbenewens is daar waargeneem dat die monsters wat met die E1- en C-elektrodes in hierdie studie gesweis is, laer Ecorr-waardes van die PPC-krommes getoon het as dié wat met die E2-elektrode van die OCP-kurwes gesweis is (Tabel 5).Daarom begin die anodestreek by 'n laer potensiaal.Hierdie verandering is hoofsaaklik as gevolg van die gedeeltelike stabilisering van die passiveringslaag wat op die oppervlak van die monster gevorm word en die katodiese polarisasie wat plaasvind voordat volle stabilisering van OCP89 bereik word.Op fig.12a en b toon 3D optiese profileerderbeelde van eksperimenteel geroeste monsters onder verskeie sweistoestande.Dit kan gesien word dat die putkorrosiegrootte van die monsters toeneem met die laer putkorrosiepotensiaal wat geskep word deur die hoë sweisstroom van 110 A (Fig. 12b), vergelykbaar met die putkorrosiegrootte wat verkry word vir sweislasse met 'n laer sweisstroomverhouding van 90 A. (Fig. 12a).Dit bevestig Mohammed90 se bewering dat glipbande op die oppervlak van die monster gevorm word om die oppervlakpassiveringsfilm te vernietig deur die substraat aan 'n 3.5% NaCl-oplossing bloot te stel sodat die chloried begin aanval, wat veroorsaak dat die materiaal oplos.
Die SEM-EDS-analise in Tabel 4 toon dat die PREN-waardes van elke austenitiese fase hoër is as dié van ferriet in alle sweislasse en BM.Die aanvang van putvorming by die ferriet/austeniet-koppelvlak versnel die vernietiging van die passiewe materiaallaag as gevolg van die inhomogeniteit en segregasie van elemente wat in hierdie gebiede voorkom91.Anders as die austenitiese fase, waar die putweerstandsekwivalent (PRE) waarde hoër is, is putinisiasie in die ferritiese fase te wyte aan die laer PRE waarde (Tabel 4).Die austenietfase blyk 'n beduidende hoeveelheid austenietstabilisator (stikstofoplosbaarheid) te bevat, wat 'n hoër konsentrasie van hierdie element en dus hoër weerstand teen pitting92 verskaf.
Op fig.Figuur 13 toon kritieke puttemperatuurkrommes vir E1-, E2- en C-sweislasse.Gegewe dat die stroomdigtheid toegeneem het tot 100 µA/cm2 as gevolg van putvorming tydens die ASTM-toets, is dit duidelik dat die @110A-sweislas met E1 'n minimum putkritiese temperatuur van 27.5°C getoon het, gevolg deur E2 @ 90A-soldering toon 'n CPT van 40 °C, en in die geval van C@110A is die hoogste CPT 41°C.Die waargenome resultate stem goed ooreen met die waargenome resultate van polarisasietoetse.
Die meganiese eienskappe en korrosiegedrag van dupleks vlekvrye staal sweislasse is ondersoek met behulp van die nuwe E1 en E2 elektrodes.Die alkaliese elektrode (E1) en die suurelektrode (E2) wat in die SMAW-proses gebruik is, is suksesvol bedek met 'n vloeisamestelling met 'n algehele bedekkingsverhouding van 1.7 mm en 'n alkaliese indeks van onderskeidelik 2.40 en 0.40.Die termiese stabiliteit van vloeistowwe wat met behulp van TGA in 'n inerte medium voorberei is, is geëvalueer.Die teenwoordigheid van 'n hoë inhoud van TiO2 (%) in die vloedmatriks het die slakverwydering van sweislasse vir elektrodes wat met suur vloed (E2) bedek is, verbeter in vergelyking met elektrodes bedek met basiese vloed (E1).Alhoewel die twee bedekte elektrodes (E1 en E2) 'n goeie boogbeginvermoë het.Sweistoestande, veral hitte-insette, sweisstroom en spoed, speel 'n kritieke rol in die bereiking van die austeniet/ferriet fasebalans van DSS 2205 sweislasse en die uitstekende meganiese eienskappe van die sweislas.Die lasse wat met die E1-elektrode gesweis is, het uitstekende trek-eienskappe getoon (skuif 0.2% YS = 497 MPa en UTS = 732 MPa), wat bevestig dat die basiese vloedbedekte elektrodes 'n hoë basaliteitsindeks het in vergelyking met die suurvloeibedekte elektrodes.Elektrodes vertoon beter meganiese eienskappe met lae alkaliniteit.Dit is duidelik dat daar geen ewewig van die ferriet-austenitiese fase in die gelaste verbindings van elektrodes met 'n nuwe deklaag (E1 en E2) is nie, wat met behulp van OES- en SEM-EDS-analise van die sweislas geopenbaar is en gekwantifiseer is deur die volumefraksie in die sweislas.Metallografie het hul SEM-studie bevestig.mikrostrukture.Dit is hoofsaaklik as gevolg van die uitputting van legeringselemente soos Cr en Mo en die moontlike vrystelling van Cr2N tydens sweiswerk, wat deur EDS-lynskandering bevestig word.Dit word verder ondersteun deur die lae hardheidwaardes wat waargeneem word in sweislasse met E1- en E2-elektrodes as gevolg van hul lae proporsie ferriet- en legeringselemente in die staalstruktuur.Die bewyskorrosiepotensiaal (Ecorr) van die sweislasse wat die E1-elektrode gebruik, was effens minder bestand teen oplossingkorrosie in vergelyking met die sweislasse wat die E2-elektrode gebruik.Dit bevestig die doeltreffendheid van die nuut ontwikkelde elektrodes in sweislasse wat in 3,5% NaCl-omgewing getoets is sonder vloedmengsel-legeringsamestelling.Daar kan tot die gevolgtrekking gekom word dat die korrosieweerstand in die gesimuleerde mariene omgewing toeneem met dalende sweisstroom.Dus is die neerslag van karbiede en nitriede en die daaropvolgende afname in die korrosieweerstand van gelaste verbindings met behulp van E1 en E2 elektrodes verklaar deur 'n verhoogde sweisstroom, wat gelei het tot 'n wanbalans in die fasebalans van gelaste verbindings van dubbeldoelstaal.
Data vir hierdie studie sal op versoek deur die onderskeie outeur verskaf word.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. en Liimatainen J. Mikrostruktuur van superdupleks vlekvrye staal gevorm deur poeiermetallurgie warm isostatiese pers in industriële hittebehandeling.Metaal.alma mater.beswyming.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. en Kitagawa Y. Mikrostruktuurbeheer in die aansluiting van moderne vlekvrye staal.In die verwerking van nuwe materiale vir gevorderde elektromagnetiese energie, 419–422 (2005).
Smook O. Mikrostruktuur en eienskappe van superdupleks vlekvrye staal van moderne poeiermetallurgie.Koninklike Instituut vir Tegnologie (2004)
Lotto, TR en Babalola, P. Polarisasiekorrosiegedrag en mikrostrukturele analise van AA1070 aluminium- en silikonkarbiedmatrikssamestellings by suurchloriedkonsentrasies.Oorredende ingenieur.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. en Ferro P. Sweisproses, mikrostrukturele verandering en finale eienskappe van dupleks en superdupleks vlekvrye staal.Dupleks vlekvrye staal 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. en Karaaslan A. Invloed van uitgloeityd en afkoeltempo op die afsettingsproses in tweefase korrosiebestande staal.Metaal.die wetenskap.hitte behandeling.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S en Ravi K. Ontwikkeling van maer dupleks vlekvrye staal (LDSS) met uitstekende meganiese en korrosie eienskappe in die laboratorium.Gevorderde alma mater.opgaartenk.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. en Isgor OB Metallurgiese en elektrochemiese eienskappe van superdupleks vlekvrye staalbekledingslae op sagte staalsubstrate verkry deur laserlegering in 'n poeierlaag.die wetenskap.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. en Kuroda, K. Pogings om nikkel in austenitiese vlekvrye staal te bespaar.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. en Gonome F. Ontwikkeling van 'n nuwe reeks maer dupleks vlekvrye staal.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Tegniese Verslag No. 126 (2021).