تاثیر نوع فلز پرکننده بر ریزساختار اتصال غیر مشابه فولاد زنگ نزن دوفازی 2205 به فولاد کوئنچ وتمپر517A

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• احمدرضا فروغی ¹
• مرتضی شمعانیان ²
• مسعود کثیری ³

¹ کارشناس ارشد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد، نجف‌آباد، ایران

² استاد، دانشکده مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

³ استادیار، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد، نجف‌آباد، ایران

چکیده

دراین پژوهش، به بررسی ریز ساختار در مناطق متفاوت از مقاطع جوش غیر مشابه فولاد زنگ نزن دوفازی
 32205S UNSبه فولاد کم آلیاژ کوئنچ و تمپر  517ASTM Aبا استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی پرداخته شد. بدین منظور از روش جوشکاری قوسی تنگستن گاز و دو نوع فلز پرکننده  LMo309ER و 2209ER استفاده شد. برطبق نتایج حاصل از متالوگرافی و آنالیز فازی XRD در هیچ کدام از نمونه­ها فازهای ترد بین فلزی مشاهده نشد. همچنین بررسی­های ریزساختاری نشان داد فلز جوش LMo309ER آستنیتی همراه با فریت شبکه­ای و فلزجوش نمونه  2209ER با ساختاری متفاوت، دارای شبکه­های  پیوسته آستنیت در زمینه  فریت اولیه است. بررسی­ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی از فصل مشترک اتصال سمت فولاد 517A نشان داد، در هر دو نمونه  جوشکاری شده مناطق مخلوط نشده تشکیل شده و در نمونه  LMo309ER علاوه بر این منطقه، یک لایه دی کربوره شده نیز قابل مشاهده است. منطقه متأثر از حرارت سمت فولاد 2205 غیر عریض همراه با دانه­های درشت فریت اولیه و در سمت فولاد 517A عریض همراه با ریزساختار مارتنزیت تمپر نشده است. نتایج پروفیل میکروسختی نشان داد که فلز جوش حاصل از فلز پرکننده 2209  دارای سختی درحدود 300 ویکرز و فلز جوش حاصل از فلز پرکننده LMo309 دارای سختی در حدود 240 ویکرز بوده است.

کلیدواژه‌ها

• فولاد زنگ نزن دوفازی
• فولاد کم آلیاژ کوئنچ و تمپر
• جوشکاری قوسی تنگستن –گاز
• میکروسکوپ الکترونی روبشی

20.1001.1.22285946.1396.8.30.10.1

---

عنوان مقاله [English]

Influence of filler metal on the microstructure of dissimilar welds between UNS S32205 duplex stainless steel and ASTM A517 Quench and tempered steel

نویسندگان [English]

• A.R Forough ¹
• M Shamanian ²
• M Kasiri ³

چکیده [English]

In this study, the microstructure in different regions of dissimilar welding sections of type 2205 duplex stainless steel (DSS) to type A517 high-strength quenched and tempered (QTLA) steel was investigated using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The joints were fabricated using gas tungsten arc welding by two types of filler metals including ER309LMo and ER2209. The metallographic analysis and X-ray diffraction (XRD) revealed that the weld metals were completely free of common destructive phases and no trace of sigma phase and chromium nitride was found. The ER309LMo weld metal has austenitic with lathy ferrite microstructure and ER2209 weld metal sample has an austenitic continues networks in the matrix of primary ferrite. The studies by SEM from joint interface of A517 side revealed, in both welding samples, the unmixed zone formed and in the case of ER309LMo addition to this zone, a decarburization layer is also visible. HAZ of 2205 steel is non-width and with coarse primary ferrite grains and this region in A517 steel side has been width and with not-tempered martensite microstructure.The ER309LMo and ER2209 weld metal’s hardness respectively were about 240 and 300 vickers.

کلیدواژه‌ها [English]

• Duplex stainless steel
• Low alloy quench and tempered steel
• Gas tungsten arc welding
• Scanning electron microscopy

مراجع

1- Y. Jiang, H. Tan, Z. Wang, J. Hong, L. Jiang, J. Li, "Influence of Creq/Nieq on pitting corrosion resistance and mechanical properties of UNS S32304 duplex stainless steel welded joints", Corrosion Science, Vol.70, pp. 252-259, 2013.

 2- J. Luo, Y. Dong, L. Li, X. Wang, " Microstructure of 2205 duplex stainless steel joint in submerged arc welding by post weld heat treatment", Journal of Manufacturing Processes, Vol.16, pp. 144-148, 2014.

 3- V. Muthupandi, P. Bala Srinivasan, S.K. Seshadri, S. Sundaresan, "Effect of weld metal chemistry and heat input on the structure and properties of duplex stainless steel welds", Materials Science and Engineering A, Vol. 358, pp. 9-16, 2003.

 4- S. Wang, Q. Ma, Y. Li, "Characterization of microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar welded joint between 2205 duplex stainless steel and 16MnR", Materials and Design, Vol. 32,pp. 831-837, 2011.

 5- S. Wang, P. Chiu, J. Yang, J. Fang, " Gamma phase transformation in pulsed GTAW weld metal of duplex stainless steel"Materials Science and Engineering A, Vol.420, pp. 26-33, 2006.

 6- P. Bala Srinivasan, V. Muthupandi, W. Dietzel, V. Sivan, "An assessment of impact strength and corrosion behaviour of shielded metal arc welded dissimilar weldments between UNS 31803 and IS 2062 steels", Materials and Design, Vol. 27, pp. 182-191, 2006.

 7 -م. رحمانی، م. شمعانیان و م. کثیری " بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی جوش­های نامشابه فولاد زنگ نزن سوپردوفازی 32750S UNSبه فولاد زنگ نزن آستنیتی L304AISI  "، مجله مواد نوین مرودشت، جلد سوم، شماره دوم، 1391.

 8- M. Sadeghian, M. Shamanian, A. Shafyei, " Effect of heat input on microstructure and mechanical properties of dissimilar joints between super duplex stainless steel and high strength low alloy steel", Materials and Design, 2014.

 9- ASME, Boiler and Pressure Vessel Code, Sec IX, Welding and BRAZING Qualifications, The American Society of Mechanical Engineers, 2007.                                                                                  

10- J. C. Lippold and D. J. Kotecki, "Welding Metallurgy and Weldability of Stainless Steels", JohnWiley & Sons Inc., New Jersey, USA, 2005.

 11- Materials Welding Handbook Vol. 1, Welding Technology. American Welding Society, 2000.

 12- H. Sieurin, R. Sandstrom, " Austenite reformation in the heat-affected zone of duplex stainless steel 2205", Materials Science and Engineering A, Vol.418, pp. 250-256, 2006.

 13- A. Eghlimi, M. Shamanian, M. Eskandarian, A. Zabolian, M. Nezakat, "Evaluation of microstructure and texture across the welded interface of super duplex stainless steel and high strength low alloy steel", Surface & Coatings Technology, Vol. 264, pp. 150-162, 2015.

14- ASM metals handbook, "Welding, Brazing and Soldering", vol. 6, 2005.

 15- S. Kou, "Welding Metallurgy", 2nd Ed., Wiley-Interscience, New Jersey, The United States of America,2003.

 16- A-H.I. Mourad, A. Khourshid, T. Sharef, "Gas tungsten arc and laser beam welding processes effects on duplex stainless steel 2205 properties", Materials Science and Engineering A, Vol. 549, pp.105-113, 2012.