اطلاعات پایان نامه
شماره شناسایی : 39006348
نام و نام خانوادگی : مجيد محمدخاني
عنوان پایان نامه : بررسی رفتار خوردگی خستگی فولاد HSLA-100 جوشکاری شده توسط فرایندهای GMAW و GTAW
رشته تحصیلی : مهندسي مواد-جوشكاري
مقطع تحصیلی : كارشناسي ارشد
استاد راهنما : حجت اله منصوري
استاد مشاور : عليرضا افخمي عقداء
چکیده : فولاد HSLA-100 جزو خانواده فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا می باشد و ورق‌های فولادی از این جنس دارای ساختار مارتنزیتی تمپر شده می‌باشد و به دلیل جوش‌ پذیری مناسب و استجکام و تافنس بالا برای ساخت بدنه کشتی و زیر دریایی استفاده می‌شود. به علت به‌کار گیری این فولاد در محیط‌های دریایی در این تحقیق ریز ساختار، خواص مکانیکی و رفتار خوردگی خستگی ناحیه جوش فولاد HSLA-100 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور روش جوشکاری قوسی با گاز محافظ از فلز پرکننده ER-110SG و ترکیب گاز محافظ 80%Ar+20%CO2 استفاده شد. برای بدست آوردن ساختار مطلوب و خواص مکانیکی عالی در اتصال مذکور، کنترل عملیات حرارت ورودی و عملیات حرارتی پیش گرم، از جمله پارامترهای موثر و قابل کنترل است؛ بدین منظور از دمای پیشگرم و بین پاسی 50 درجه سانتیگراد و جوشکاری با قطبیت مثبت استفاده شد. ریز ساختار فلز جوش و بررسی سطوح شکست، با استفاده از میکروسکوپ نوری ،میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) مورد ارزیابی قرار گرفت. مطالعات میکروسکوپی نوری حضور فازهای مارتنزیت، فریت ویدمن اشتاتن، فریت سوزنی، فریت پلی گونال و فریت مرزدانه‌ای را نشان داد و همچنین برای بررسی بیشتر ساختار فلز جوش آزمون پراش پرتو ایکس بر روی پاس آخر چوش انجام شد و حضور فازهای ذکر شده را تایید نمود. همچنین خواص مکانیکی شامل خمش، استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه و سختی، خوردگی خستگی و نیز شکست نگاری نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون سختی سنجی نشان داد بیشترین مقادیر سختی مربوط به منطقه CGHAZ است و انجام فرایند جوشکاری باعث کاهش 5/87 درصدی چقرمگی شد. از نتایج آزمایشگاهی حاصل از آزمون کشش برای تعیین میزان تنش اعمالی آزمایش‌ خوردگی خستگی در محیط آب دریا استفاده شد؛ و هم در آزمون کشش و هم در آزمون خوردگی خستگی تمامی نمونه‌ها از منطقه جوش شکسته شد و استحکام خوردگی خستگی در آب دریا در مقایسه با استحکام خستگی در اتمسفر هوا 5/33 درصد کاهش یافت و همچنین آنالیز EDS حضور آخالها را در جوش تایید نمود. نتایج خوردگی نشان داد که ناحیه فلز جوش بیشترین سرعت خوردگی را دارد. ساختار میکروسکوپی فلز جوش و آخال‌های موجود در آن‌ها، خواص استحکامی فلز جوش و استحکام خوردگی خستگی فلز جوش را کاهش داد بنابراین ضروری است که بر روی اصلاح ترکیب شیمیایی فلز جوش از طریق تغییر جنس الکترود و اصلاح ساختار میکروسکوپی فلز جوش و کاهش تنش‌های باقیمانده کششی موجود در ناحیه جوش توسط عملیات حرارتی اقدام شود و بالاخره به منظورجلوگیری از تشکیل آخال، حفاظت مناسب از حوضچه جوش در زمان جوشکاری صورت گیرد
کلمات کلیدی : - فولاد HSLA-100 2- خوردگی خستگی 3- خوردگی 4- جوشکاری 5- GMAW
تاریخ دفاع : 1397/06/20
دانلود فایل چکیده

About Proposal
Title : Investigation of corrosion and fatigue corrosion of HSLA-100 steel welded by GMAW
Abstract : The HSLA-100 steel is a high-strength low-alloy steels family member, and steel sheets with this material have a tempered martensitic structure, and are used to build the body of the ship and submarine due to the decent weldability, high-strength and toughness. Due to the use of this steel in marine environments, in this microstructure study, mechanical properties and fatigue corrosion behavior of the HSLA-100 steel welding area were investigated. For this aim, the arc welding method with protective gas of ER-110SG metal filler and the combination of 80%Ar + 20%CO2 protective gas was used. In order to obtain the desirable structure and excellent mechanical properties of the above mentioned connection, Control of heat input and preheat heating operations, including effective and controllable parameters; for this purpose, preheated and interstitial temperature of 50 degrees Celsius and positive polarity welding were used. The microstructure of the welding metal and the examination of the fracture surfaces were evaluated using an optical microscope, scanning electron microscope, and energy dissipation spectroscopy (EDS) analysis. Optical microscopic studies indicated the presence of Martensite, Bainite, Widman Stathin ferrite, needle ferritic, polygonal ferrite and dentate ferrite phases, and also for more examination of the weld metal structure, X-ray diffraction test was performed on the final pass of the welding, and the presence of the phases mentioned confirmed. Mechanical properties including bending, tensile strength, impact resistance and stiffness, fatigue corrosion and also fracturing of samples were investigated. The results of hardness test showed that the highest hardness values belong to the CGHAZ region and the welding process reduced the toughness by 87.5%. The experimental results of the tensile test were used to determine the stresses of fatigue corrosion test in the seawater. Both in the tensile test and in the fatigue corrosion test, all samples were broken down from the welding region and the fatigue corrosion strength in seawater was compared with the fatigue strength in the atmosphere was reduced by 33.5%, and the EDS analysis confirmed the presence of the waste in the weld. The result of corrosion test showed that the highest corrosion rate belong the weld zone. The microscopic structure of the weld metal and the wastes therein, decreased the strength properties of the welding metal and the fatigue corrosion strength of the metal, so it is necessary to modify the chemical composition of the weld metal by changing the electrode's material and correcting the microscopic structure of the weld metal, and to prevent the formation of waste, proper protection of the welding pond at welding time.
Keywords : HSLA-100 Steel, Corrosion fatigue, corrosion, welding, GMAW
Download Abstract File