321 stainless steel coiled tubu kompożizzjoni kimika Proprjetajiet mekkaniċi u mġiba tal-korrużjoni ta 'weldjatura tal-istainless steel duplex b'elettrodu ġdid

Grazzi talli żort Nature.com.Qed tuża verżjoni tal-browser b'appoġġ limitat CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Sliders li juru tliet artikoli għal kull slide.Uża l-buttuni ta 'wara u li jmiss biex timxi permezz tal-pjastri, jew il-buttuni tal-kontrollur tas-slajds fl-aħħar biex tiċċaqlaq minn kull slide.

Stainless Steel 321 Coil Tube Kompożizzjoni Kimika

Il-kompożizzjoni kimika tat-tubi tal-coil tal-istainless steel 321 hija kif ġej:
- Karbonju: 0.08% max
- Manganiż: 2.00% max
- Nikil: 9.00% min

Stainless Steel 321 Coil Tube Proprjetajiet mekkaniċi

Skont il-Manifattur tat-Tubi tal-Coil Stainless Steel 321, il-proprjetajiet mekkaniċi tat-tubi tal-coil tal-istainless steel 321 huma mqassma hawn taħt: Qawwa tat-tensjoni (psi) Qawwa ta' rendiment (psi) Titwil (%)

Applikazzjonijiet u Użi ta 'Stainless Steel 321 Coil Tube

F'ħafna applikazzjonijiet ta 'inġinerija, il-proprjetajiet mekkaniċi u ta' korrużjoni ta 'strutturi wweldjati tal-istainless steel duplex (DSS) huma l-aktar fatturi importanti.L-istudju attwali investiga l-proprjetajiet mekkaniċi u r-reżistenza għall-korrużjoni ta 'weldjaturi tal-istainless steel duplex f'ambjent li jissimula 3.5% NaCl bl-użu ta' elettrodu ġdid iddisinjat apposta mingħajr iż-żieda ta 'elementi ta' liga mal-kampjuni tal-fluss.Żewġ tipi differenti ta 'flussi b'indiċi bażiku ta' 2.40 u 0.40 intużaw fuq elettrodi E1 u E2 għall-iwweldjar ta 'bordijiet DSS, rispettivament.L-istabbiltà termali tal-kompożizzjonijiet tal-fluss ġiet evalwata bl-użu ta 'analiżi termogravimetrika.Il-kompożizzjoni kimika kif ukoll il-proprjetajiet mekkaniċi u ta 'korrużjoni tal-ġonot iwweldjati ġew evalwati bl-użu ta' spettroskopija ta 'emissjoni skond diversi standards ASTM.Id-diffrazzjoni tar-raġġi X tintuża biex tiddetermina l-fażijiet preżenti fil-weldjaturi DSS, u l-iskannjar tal-elettroni bl-EDS jintuża biex jispezzjona l-mikrostruttura tal-weldjaturi.Is-saħħa tat-tensjoni tal-ġonot iwweldjati magħmula minn elettrodi E1 kienet fi ħdan 715-732 MPa, minn elettrodi E2 - 606-687 MPa.Il-kurrent tal-iwweldjar żdied minn 90 A għal 110 A, u l-ebusija żdiedet ukoll.Ġonot iwweldjati b'elettrodi E1 miksija b'flussi bażiċi għandhom proprjetajiet mekkaniċi aħjar.L-istruttura tal-azzar għandha reżistenza għolja għall-korrużjoni f'ambjent ta '3.5% NaCl.Dan jikkonferma l-operabbiltà ta 'ġonot iwweldjati magħmula b'elettrodi żviluppati ġodda.Ir-riżultati huma diskussi f'termini tat-tnaqqis ta 'elementi ta' liga bħal Cr u Mo osservati f'weldjaturi b'elettrodi miksija E1 u E2, u r-rilaxx ta 'Cr2N f'weldjaturi magħmula bl-użu ta' elettrodi E1 u E2.
Storikament, l-ewwel referenza uffiċjali tal-istainless steel duplex (DSS) tmur lura għall-1927, meta ntuża biss għal ċerti kkastjar u ma kienx użat fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tekniċi minħabba l-kontenut għoli ta’ karbonju tiegħu1.Iżda sussegwentement, il-kontenut tal-karbonju standard tnaqqas għal valur massimu ta '0.03%, u dawn l-azzar saru użati ħafna f'diversi oqsma2,3.DSS hija familja ta 'ligi b'ammonti bejn wieħed u ieħor ugwali ta' ferrite u awstenite.Ir-riċerka wriet li l-fażi ferritika fid-DSS tipprovdi protezzjoni eċċellenti kontra l-qsim tal-korrużjoni tal-istress indott mill-klorur (SCC), li kienet kwistjoni importanti għall-azzar inossidabbli awstenitiku (ASS) fis-seklu 20.Min-naħa l-oħra, f'xi industriji tal-inġinerija u oħrajn4 id-domanda għall-ħażna qed tikber b'rata sa 20% fis-sena.Dan l-azzar innovattiv bi struttura awstenitika-ferritika b'żewġ fażijiet jista 'jinkiseb b'għażla ta' kompożizzjoni xierqa, raffinar fiżiku-kimiku u termomekkaniku.Meta mqabbel ma 'l-istainless steel ta' fażi waħda, DSS għandu saħħa ta 'rendiment ogħla u kapaċità superjuri li jiflaħ SCC5, 6, 7, 8. L-istruttura duplex tagħti lil dawn l-azzar saħħa, toughness u reżistenza akbar għall-korrużjoni mhux qabża f'ambjenti aggressivi li fihom aċidi, kloruri ta 'aċidu, ilma baħar u kimiċi korrużivi9.Minħabba l-varjazzjonijiet annwali tal-prezz tal-ligi tan-nikil (Ni) fis-suq ġenerali, l-istruttura tad-DSS, speċjalment it-tip baxx tan-nikil (DSS dgħif), kisbet ħafna kisbiet pendenti meta mqabbla mal-ħadid kubu iċċentrat (FCC)10, 11. Il-prinċipali problema tad-disinji ASE hija li huma suġġetti għal diversi kundizzjonijiet ħorox.Għalhekk, diversi dipartimenti u kumpaniji ta 'inġinerija qed jippruvaw jippromwovu azzar inossidabbli alternattiv baxx ta' nikil (Ni) li jwettaq kif ukoll jew aħjar minn ASS tradizzjonali b'weldjabbiltà xierqa u jintużaw f'applikazzjonijiet industrijali bħal skambjaturi tas-sħana tal-ilma baħar u l-industrija kimika.kontenitur 13 għal ambjenti b'konċentrazzjoni għolja ta 'kloruri.
Fil-progress teknoloġiku modern, il-produzzjoni iwweldjata għandha rwol vitali.Tipikament, il-membri strutturali tad-DSS huma magħquda b'iwweldjar bl-ark protett bil-gass jew iwweldjar bl-ark protett bil-gass.Il-weldjatura hija affettwata prinċipalment mill-kompożizzjoni tal-elettrodu użat għall-iwweldjar.Elettrodi tal-welding jikkonsistu f'żewġ partijiet: metall u fluss.Ħafna drabi, l-elettrodi huma miksija b'fluss, taħlita ta 'metalli li, meta jiġu dekomposti, rilaxx gassijiet u jiffurmaw gagazza protettiva biex jipproteġu l-weldjatura mill-kontaminazzjoni, iżidu l-istabbiltà tal-ark, u jżidu komponent ta' liga biex itejbu l-kwalità tal-iwweldjar14 .Ħadid fondut, aluminju, azzar li ma jissaddadx, azzar ħafif, azzar b'saħħa għolja, ram, ram, u bronż huma wħud mill-metalli tal-elettrodi tal-welding, filwaqt li ċ-ċelluloża, trab tal-ħadid u idroġenu huma wħud mill-materjali tal-fluss użati.Kultant sodju, titanju u potassju huma wkoll miżjuda mat-taħlita tal-fluss.
Xi riċerkaturi ppruvaw jistudjaw l-effett tal-konfigurazzjoni tal-elettrodu fuq l-integrità mekkanika u tal-korrużjoni tal-istrutturi tal-azzar iwweldjati.Singh et al.15 investigat l-effett tal-kompożizzjoni tal-fluss fuq it-titwil u s-saħħa tat-tensjoni tal-weldjaturi wweldjati permezz tal-iwweldjar bl-ark mgħaddas.Ir-riżultati juru li CaF2 u NiO huma d-determinanti ewlenin tas-saħħa tat-tensjoni meta mqabbla mal-preżenza ta 'FeMn.Chirag et al.16 investigaw il-komposti SMAW billi varjaw il-konċentrazzjoni ta 'rutile (TiO2) f'taħlita ta' fluss ta 'elettrodu.Instab li l-proprjetajiet tal-mikroebusija żdiedu minħabba żieda fil-perċentwali u l-migrazzjoni tal-karbonju u s-silikon.Kumar [17] studja d-disinn u l-iżvilupp ta 'flussi agglomerati għall-iwweldjar bl-ark mgħaddas ta' folji tal-azzar.Nwigbo u Atuanya18 investigaw l-użu ta 'legaturi tas-silikat tas-sodju b'ħafna potassju għall-produzzjoni ta' flussi tal-iwweldjar bl-ark u sabu weldjaturi b'saħħa tensili għolja ta '430 MPa u struttura tal-qamħ aċċettabbli.Lothongkum et al.19 użaw metodu potenzjokinetiku biex jistudjaw il-frazzjoni tal-volum ta 'austenite fl-istainless steel duplex 28Cr–7Ni–O–0.34N f'soluzzjoni ta' NaCl saturata bl-arja f'konċentrazzjoni ta '3.5% wt.taħt kundizzjonijiet pH.u 27°C.Kemm l-istainless steel duplex kif ukoll mikro duplex juru l-istess effett tan-nitroġenu fuq l-imġiba tal-korrużjoni.In-nitroġenu ma affettwax il-potenzjal jew ir-rata ta 'korrużjoni f'pH 7 u 10, madankollu, il-potenzjal ta' korrużjoni f'pH 10 kien inqas minn f'pH 7. Min-naħa l-oħra, fil-livelli kollha tal-pH studjati, il-potenzjal beda jiżdied maż-żieda fil-kontenut tan-nitroġenu .Lacerda et al.20 studjat pitting ta 'azzar inossidabbli duplex UNS S31803 u UNS S32304 f'soluzzjoni ta' 3.5% NaCl bl-użu ta 'polarizzazzjoni potenzjodinamika ċiklika.F'soluzzjoni ta '3.5 wt.% ta' NaCl, instabu sinjali ta 'pitting fuq iż-żewġ pjanċi tal-azzar investigati.L-azzar UNS S31803 għandu potenzjal ogħla ta 'korrużjoni (Ecorr), potenzjal ta' pitting (Epit) u reżistenza għall-polarizzazzjoni (Rp) minn azzar UNS S32304.L-azzar UNS S31803 għandu repassivity ogħla mill-azzar UNS S32304.Skont studju minn Jiang et al.[21], il-quċċata tar-riattivazzjoni li tikkorrispondi għall-fażi doppja (fażi austenite u ferrite) ta 'l-istainless steel duplex tinkludi sa 65% tal-kompożizzjoni tal-ferrite, u d-densità tal-kurrent ta' riattivazzjoni tal-ferrite tiżdied biż-żieda fil-ħin tat-trattament tas-sħana.Huwa magħruf sew li l-fażijiet awstenitiċi u ferritiċi juru reazzjonijiet elettrokimiċi differenti f'potenzi elettrokimiċi differenti21,22,23,24.Abdo et al.25 użaw kejl potenzjodinamiku ta 'spettroskopija ta' polarizzazzjoni u spettroskopija ta 'impedenza elettrokimika biex jistudja l-korrużjoni indotta b'mod elettrokimiku ta' liga 2205 DSS iwweldjata bil-lejżer f'ilma baħar artifiċjali (3.5% NaCl) taħt kundizzjonijiet ta 'aċidità u alkalinità li jvarjaw.Ġiet osservata korrużjoni tal-pitting fuq l-uċuħ esposti tal-kampjuni DSS ittestjati.Fuq il-bażi ta 'dawn is-sejbiet, ġie stabbilit li hemm relazzjoni proporzjonali bejn il-pH tal-mezz li jinħall u r-reżistenza tal-film iffurmat fil-proċess ta' trasferiment ta 'ċarġ, li taffettwa direttament il-formazzjoni tal-pitting u l-ispeċifikazzjoni tagħha.L-iskop ta 'dan l-istudju kien li jifhem kif kompożizzjoni ta' elettrodu tal-iwweldjar żviluppata ġdida taffettwa l-integrità mekkanika u reżistenti għall-ilbies ta 'DSS 2205 iwweldjat f'ambjent ta' 3.5% NaCl.
Il-minerali tal-fluss (ingredjenti) użati fil-formulazzjonijiet tal-kisi tal-elettrodu kienu Karbonat tal-Kalċju (CaCO3) mid-Distrett ta' Obajana, Stat ta' Kogi, Niġerja, Fluworidu tal-Kalċju (CaF2) mill-Istat ta' Taraba, Niġerja, Diossidu tas-Silikon (SiO2), Trab Talc (Mg3Si4O10(OH) ) )2) u rutile (TiO2) inkisbu minn Jos, in-Niġerja, u l-kaolin (Al2(OH)4Si2O5) inkiseb minn Kankara, Katsina State, in-Niġerja.Silikat tal-potassju huwa użat bħala li jgħaqqad, huwa miksub mill-Indja.
Kif muri fit-Tabella 1, l-ossidi kostitwenti ġew miżuna b'mod indipendenti fuq bilanċ diġitali.Imbagħad tħallat ma 'binder tas-silikat tal-potassju (23% bil-piż) f'mixer elettriku (mudell: 641-048) minn Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) għal 30 minuta biex tinkiseb pejst semi-solidu omoġenju.Il-fluss imħallat imxarrab huwa ppressat f'forma ċilindrika mill-magna tal-briquet u mitmugħa fil-kamra tal-estrużjoni bi pressjoni ta '80 sa 100 kg/cm2, u mill-kamra tal-għalf tal-wajer jiġi mitmugħ fl-estrużur tal-wajer li ma jissaddadx b'dijametru ta' 3.15mm.Il-fluss jiġi mitmugħ permezz ta 'sistema ta' żennuna/die u injettat fl-estrużur biex joħroġ l-elettrodi.Inkiseb fattur ta 'kopertura ta' 1.70 mm, fejn il-fattur ta 'kopertura huwa definit bħala l-proporzjon tad-dijametru tal-elettrodu mad-dijametru tal-linja.Imbagħad l-elettrodi miksija ġew imnixxfa fl-arja għal 24 siegħa u mbagħad kalċinati f'forn muffle (mudell PH-248-0571/5448) f'temperatura ta '150-250 °C\(-\) għal sagħtejn.Uża l-ekwazzjoni biex tikkalkula l-alkalinità tal-fluss.(1) 26;
L-istabbiltà termali tal-kampjuni tal-fluss tal-kompożizzjonijiet E1 u E2 ġiet iddeterminata bl-użu ta 'analiżi termogravimetrika (TGA).Kampjun ta 'madwar 25.33 mg ta' fluss ġie mgħobbi fit-TGA għall-analiżi.L-esperimenti twettqu f'mezz inert miksub minn fluss kontinwu ta 'N2 b'rata ta' 60 ml/min.Il-kampjun kien imsaħħan minn 30°C sa 1000°C b'rata ta 'tisħin ta' 10°C/min.Wara l-metodi msemmija minn Wang et al.27, Xu et al.28 u Dagwa et al.29, id-dekompożizzjoni termali u t-telf tal-piż tal-kampjuni f'ċerti temperaturi ġew evalwati minn plottijiet TGA.
Ipproċessa żewġ pjanċi DSS 300 x 60 x 6 mm biex tipprepara għall-issaldjar.Il-V-groove kienet iddisinjata b'distakk ta 'għeruq ta' 3mm, toqba ta 'għeruq ta' 2mm u angolu ta 'kanal ta' 60°.Il-pjanċa mbagħad ġiet laħlaħ bl-aċetun biex tneħħi l-kontaminanti possibbli.Iwweldja l-pjanċi billi tuża welder bl-ark tal-metall protett (SMAW) b'polarità pożittiva ta 'elettrodu ta' kurrent dirett (DCEP) bl-użu ta 'elettrodi miksija (E1 u E2) u elettrodu ta' referenza (C) b'dijametru ta '3.15 mm.Makkinar ta 'Discharge Elettrika (EDM) (Mudell: Excetek-V400) intuża għall-magni tal-kampjuni tal-azzar iwweldjati għall-ittestjar mekkaniku u l-karatterizzazzjoni tal-korrużjoni.It-Tabella 2 turi l-kodiċi u d-deskrizzjoni tal-eżempju, u t-Tabella 3 turi d-diversi parametri operattivi tal-iwweldjar użati biex iwweldja l-bord DSS.L-ekwazzjoni (2) tintuża biex tikkalkula l-input tas-sħana korrispondenti.
Bl-użu ta 'spettrometru ta' emissjoni ottika Bruker Q8 MAGELLAN (OES) b'tul ta 'mewġ ta' 110 sa 800 nm u softwer tad-database SQL, ġiet determinata l-kompożizzjoni kimika tal-ġonot tal-weldjatura tal-elettrodi E1, E2 u C, kif ukoll kampjuni tal-metall bażiku.juża d-distakk bejn l-elettrodu u l-kampjun tal-metall taħt test Jiġġenera enerġija elettrika fil-forma ta 'spark.Kampjun tal-komponenti jiġi vaporizzat u sprejjat, segwit minn eċċitazzjoni atomika, li sussegwentement temetti spettru ta 'linja speċifika31.Għal analiżi kwalitattiva tal-kampjun, it-tubu fotomultiplikatur ikejjel il-preżenza ta 'spettru ddedikat għal kull element, kif ukoll l-intensità tal-ispettru.Imbagħad uża l-ekwazzjoni biex tikkalkula n-numru ta 'reżistenza għall-pitting ekwivalenti (PREN).(3) Il-proporzjon 32 u d-dijagramma tal-istat WRC 1992 huma użati biex jikkalkulaw l-ekwivalenti tal-kromju u n-nikil (Creq u Nieq) mill-ekwazzjonijiet.(4) u (5) huma 33 u 34 rispettivament;
Innota li PREN iqis biss l-impatt pożittiv tat-tliet elementi ewlenin Cr, Mo u N, filwaqt li l-fattur tan-nitroġenu x huwa fil-medda ta '16-30.Tipikament, x jintgħażel mil-lista ta '16, 20, jew 30. Fir-riċerka dwar l-istainless steel duplex, valur intermedju ta' 20 huwa l-aktar komunement użat biex jiġu kkalkulati l-valuri PREN35,36.
Ġonot iwweldjati magħmula bl-użu ta 'elettrodi differenti ġew ittestjati għat-tensjoni fuq magna tal-ittestjar universali (Instron 8800 UTM) b'rata ta' tensjoni ta '0.5 mm/min skont ASTM E8-21.Is-saħħa tat-tensjoni (UTS), 0.2% shear yield force (YS), u t-titwil ġew ikkalkulati skont ASTM E8-2137.
Weldments DSS 2205 ġew l-ewwel mitħuna u illustrati bl-użu ta 'daqsijiet ta' naqal differenti (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 u 1200) qabel l-analiżi tal-ebusija.Eżemplari wweldjati saru b'elettrodi E1, E2 u C. L-ebusija titkejjel f'għaxar (10) punti miċ-ċentru tal-weldjatura sal-metall bażiku b'intervall ta '1 mm.
Diffrattometer tar-raġġi X (D8 Discover, Bruker, il-Ġermanja) ikkonfigurat b'softwer Bruker XRD Commander għall-ġbir tad-dejta u radjazzjoni Cu-K-α ffiltrata bil-Fe b'enerġija ta' 8.04 keV li tikkorrispondi għal wavelength ta' 1.5406 Å u rata ta' skan ta' 3. ° Il-firxa tal-iskannjar (2θ) min-1 hija 38 sa 103° għall-analiżi tal-fażi b'elettrodi E1, E2 u C u BM preżenti f'weldjaturi DSS.Il-metodu ta 'raffinament Rietveld intuża biex indiċi fażijiet kostitwenti bl-użu tas-softwer MAUD deskritt minn Lutterotti39.Ibbażat fuq ASTM E1245-03, saret analiżi metallografika kwantitattiva ta 'immaġini mikroskopiċi tal-ġonot tal-weldjatura tal-elettrodi E1, E2 u C bl-użu ta' softwer Image J40.Ir-riżultati tal-kalkolu tal-frazzjoni tal-volum tal-fażi ferrite-awstenitika, il-valur medju tagħhom u d-devjazzjoni huma mogħtija fit-Tabella.5. Kif muri fil-konfigurazzjoni tal-kampjun fil-fig.6d, analiżi tal-mikroskopija ottika (OM) saret fuq PM u ġonot iwweldjati b'elettrodi E1 u E2 biex tistudja l-morfoloġija tal-kampjuni.Il-kampjuni ġew illustrati b'120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, u 2000 grit silikon karbur (SiC) sandpaper.Il-kampjuni mbagħad ġew inċiżi elettrolitikament f'soluzzjoni ta 'aċidu ossaliku milwiema ta' 10% f'temperatura tal-kamra f'vultaġġ ta '5 V għal 10 s u mqiegħda fuq mikroskopju ottiku LEICA DM 2500 M għall-karatterizzazzjoni morfoloġika.Aktar illustrar tal-kampjun sar bl-użu ta 'karta tal-karbur tas-silikon (SiC) ta' 2500 grit għall-analiżi SEM-BSE.Barra minn hekk, il-ġonot iwweldjati ġew eżaminati għall-mikrostruttura bl-użu ta 'mikroskopju elettroniku tal-iskannjar ta' emissjoni ta 'kamp ta' riżoluzzjoni ultra-għolja (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) mgħammar b'EMF.Kampjun ta’ 20 × 10 × 6 mm ġie mitħun bl-użu ta’ diversi sandpapers tas-SiC li jvarjaw fid-daqs minn 120 sa 2500. Il-kampjuni ġew inċiżi elettrolitikament f’40 g ta’ NaOH u 100 ml ta’ ilma distillat f’vultaġġ ta’ 5 V għal 15 s, u mbagħad immuntat fuq kontenitur tal-kampjun, li jinsab fil-kamra SEM, għall-analiżi tal-kampjuni wara t-tindif tal-kamra bin-nitroġenu.Raġġ ta 'elettroni ġġenerat minn filament tat-tungstenu imsaħħan joħloq ħakk fuq il-kampjun biex jipproduċi immaġini f'diversi ingrandimenti, u r-riżultati EMF ġew miksuba bl-użu tal-metodi ta' Roche et al.41 u Mokobi 42 .
Metodu ta 'polarizzazzjoni potenzjodinamika elettrokimiku skont ASTM G59-9743 u ASTM G5-1444 intuża biex jevalwa l-potenzjal ta' degradazzjoni ta 'pjanċi DSS 2205 iwweldjati b'elettrodi E1, E2 u C f'ambjent ta' 3.5% NaCl.It-testijiet elettrokimiċi saru bl-użu ta' apparat Potentiostat-Galvanostat/ZRA ikkontrollat ​​bil-kompjuter (mudell: PC4/750, Gamry Instruments, USA).L-ittestjar elettrokimiku sar fuq setup tat-test ta 'tliet elettrodi: DSS 2205 bħala elettrodu tax-xogħol, elettrodu tal-kalomel saturat (SCE) bħala elettrodu ta' referenza u virga tal-grafita bħala kontroelettrodu.Il-kejl twettaq bl-użu ta 'ċellula elettrokimika, li fiha l-erja ta' azzjoni tas-soluzzjoni kienet iż-żona tal-elettrodu tax-xogħol 0.78 cm2.Sar kejl bejn -1.0 V sa +1.6 V potenzjali fuq OCP stabbilizzat minn qabel (relattiv għal OCP) b'rata ta 'skan ta' 1.0 mV/s.
Twettqu testijiet ta 'temperatura kritika ta' pitting elettrokimiku fi 3.5% NaCl biex tiġi evalwata r-reżistenza tal-pitting ta 'weldjaturi magħmula b'elettrodi E1, E2, u C.b'mod ċar fuq il-potenzjal tal-pitting fil-PB (bejn ir-reġjuni passivi u transpassivi), u kampjuni wweldjati b'E1, E2, Elettrodi C. Għalhekk, il-kejl CPT jitwettaq biex jiddetermina b'mod preċiż il-potenzjal tal-pitting tal-konsumabbli tal-welding.L-ittestjar tas-CPT sar skont ir-rapporti tal-weldjatura tal-istainless steel duplex45 u ASTM G150-1846.Minn kull wieħed mill-azzar li jrid jiġi wweldjat (S-110A, E1-110A, E2-90A), inqatgħu kampjuni b'erja ta '1 cm2, inklużi l-bażi, weldjatura, u żoni HAZ.Il-kampjuni ġew illustrati bl-użu ta 'sandpaper u demel likwidu tat-trab tal-alumina ta' 1 µm skont il-proċeduri standard tal-preparazzjoni tal-kampjuni metallografiċi.Wara l-illustrar, il-kampjuni ġew imnaddfa ultrasonikament fl-aċetun għal 2 min.Soluzzjoni tat-test ta '3.5% NaCl ġiet miżjuda maċ-ċellula tat-test CPT u t-temperatura inizjali ġiet aġġustata għal 25 ° C bl-użu ta' termostat (Neslab RTE-111).Wara li laħqet it-temperatura inizjali tat-test ta '25 ° C, il-gass Ar intefaħ għal 15-il minuta, imbagħad il-kampjuni tqiegħdu fiċ-ċellula, u l-OCF tkejjel għal 15-il minuta.Il-kampjun imbagħad ġie polarizzat bl-applikazzjoni ta 'vultaġġ ta' 0.3 V f'temperatura inizjali ta '25 ° C, u l-kurrent tkejjel għal 10 min45.Ibda saħħan is-soluzzjoni b'rata ta' 1 °C/min sa 50 °C.Waqt it-tisħin tas-soluzzjoni tat-test, is-sensor tat-temperatura jintuża biex jimmonitorja kontinwament it-temperatura tas-soluzzjoni u jaħżen id-data tal-ħin u tat-temperatura, u l-potentiostat/galvanostat jintuża biex ikejjel il-kurrent.Elettrodu tal-grafita ntuża bħala l-kontro elettrodu, u l-potenzjali kollha ġew imkejla relattivi għall-elettrodu ta 'referenza Ag/AgCl.It-tindif bl-argon sar matul it-test.
Fuq il-fig.1 turi l-kompożizzjoni (f'piż fil-mija) tal-komponenti tal-fluss F1 u F2 użati għall-produzzjoni ta 'elettrodi alkalini (E1) u aċidużi (E2), rispettivament.L-indiċi tal-bażiċità tal-fluss jintuża biex ibassar il-proprjetajiet mekkaniċi u metallurġiċi tal-ġonot iwweldjati.F1 huwa l-komponent tal-fluss użat biex jiksi l-elettrodi E1, li jissejjaħ fluss alkalin minħabba li l-indiċi bażiku tiegħu huwa > 1.2 (jiġifieri 2.40), u F2 huwa l-fluss użat biex jiksi l-elettrodi E2, imsejjaħ fluss ta 'aċidu minħabba l-bażiċità tiegħu indiċi < 0.9 (jiġifieri 2.40).0.40).Huwa ċar li elettrodi miksija b'flussi bażiċi f'ħafna każijiet għandhom proprjetajiet mekkaniċi aħjar minn elettrodi miksija b'flussi aċidużi.Din il-karatteristika hija funzjoni tad-dominanza tal-ossidu bażiku fis-sistema tal-kompożizzjoni tal-fluss għall-elettrodu E1.Għall-kuntrarju, it-tneħħija tal-gagazza (separabbiltà) u t-tixrid baxx osservati f'ġonot iwweldjati b'elettrodi E2 huma karatteristiċi ta 'elettrodi b'kisja ta' fluss aċiduż b'kontenut għoli ta 'rutile.Din l-osservazzjoni hija konsistenti mas-sejbiet ta 'Gill47 li l-effett tal-kontenut ta' rutile fuq it-tneħħija tal-gagazza u l-ispatter baxx ta 'elettrodi miksija bil-fluss tal-aċidu jikkontribwixxu għall-iffriżar rapidu tal-gagazza.Kaolin fis-sistema tal-fluss użata biex jiksi l-elettrodi E1 u E2 intuża bħala lubrikant, u t-trab tat-talc tejbet l-estrudabbiltà tal-elettrodi.Binders tas-silikat tal-potassju f'sistemi ta 'fluss jikkontribwixxu għal tqabbid aħjar ta' l-ark u stabbiltà tal-prestazzjoni, u, minbarra l-proprjetajiet adeżivi tagħhom, itejbu s-separazzjoni tal-gagazza fi prodotti wweldjati.Peress li CaCO3 huwa interruttur nett (interruttur tal-gagazza) fil-fluss u għandu t-tendenza li jiġġenera ħafna duħħan waqt l-iwweldjar minħabba dekompożizzjoni termali f'CaO u madwar 44% CO2, TiO2 (bħala bennej nett / forma tal-gagazza) jgħin biex jitnaqqas l-ammont. tad-duħħan waqt l-iwweldjar.l-iwweldjar u b'hekk ittejjeb it-tneħħija tal-gagazza kif issuġġerit minn Jing et al.48.Fluss tal-Fluworin (CaF2) huwa fluss kimikament aggressiv li jtejjeb l-indafa tal-istann.Jastrzębska et al.49 irrapporta l-effett tal-kompożizzjoni tal-fluworidu ta 'din il-kompożizzjoni tal-fluss fuq il-proprjetajiet tal-indafa tal-weldjatura.Tipikament, il-fluss huwa miżjud maż-żona tal-weldjatura biex ittejjeb l-istabbiltà tal-ark, iżżid elementi tal-liga, tibni gagazza, tiżdied il-produttività, u ttejjeb il-kwalità tal-pool tal-weldjatura 50.
Il-kurvi TGA-DTG murija fil-Fig.2a u 2b juru telf ta 'piż fi tliet stadji mat-tisħin fil-medda tat-temperatura ta' 30-1000 ° C f'atmosfera ta 'nitroġenu.Ir-riżultati fil-Figuri 2a u b juru li għal kampjuni ta 'fluss bażiku u aċiduż, il-kurva TGA tinżel dritta' l isfel sakemm finalment issir parallela mal-assi tat-temperatura, madwar 866.49 ° C u 849.10 ° C rispettivament.Telf ta 'piż ta' 1.30% u 0.81% fil-bidu tal-kurvi TGA f'Fig. 2a u 2b huwa dovut għall-umdità assorbita mill-komponenti tal-fluss, kif ukoll l-evaporazzjoni u d-deidrazzjoni tal-umdità tal-wiċċ.Id-dekompożizzjonijiet ewlenin tal-kampjuni tal-fluss prinċipali fit-tieni u t-tielet stadji fil-fig.2a seħħet fil-firxiet tat-temperatura 619.45°C–766.36°C u 766.36°C–866.49°C, u l-perċentwal tat-telf ta 'piż tagħhom kien 2.84 u 9.48%., rispettivament.Filwaqt li għall-kampjuni tal-fluss aċiduż f'Fig. 7b, li kienu fil-firxiet tat-temperatura ta '665.23 °C–745.37°C u 745.37°C–849.10°C, it-telf ta' piż perċentwali tagħhom kien 0.81 u 6.73%, rispettivament, li kien attribwit lil dekompożizzjoni termali.Peress li l-komponenti tal-fluss huma inorganiċi, il-volatili huma limitati għat-taħlita tal-fluss.Għalhekk, it-tnaqqis u l-ossidazzjoni huma terribbli.Dan huwa konsistenti mar-riżultati ta 'Balogun et al.51, Kamli et al.52 u Adeleke et al.53.Is-somma tat-telf tal-massa tal-kampjun tal-fluss osservat fil-fig.2a u 2b huma 13.26% u 8.43%, rispettivament.Inqas telf ta' massa tal-kampjuni tal-fluss fil-fig.2b huwa dovut għall-punti ta 'tidwib għoljin ta' TiO2 u SiO2 (1843 u 1710 ° C rispettivament) bħala l-ossidi ewlenin li jiffurmaw it-taħlita tal-fluss54,55, filwaqt li TiO2 u SiO2 għandhom punti ta 'tidwib aktar baxxi.punt tat-tidwib Ossidu primarju: CaCO3 (825 °C) fil-kampjun tal-fluss fil-fig.2a56.Dawn il-bidliet fil-punt tat-tidwib ta 'ossidi primarji f'taħlitiet ta' fluss huma rrappurtati tajjeb minn Shi et al.54, Ringdalen et al.55 u Du et al.56.Meta tosserva telf ta 'piż kontinwu f'Fig. 2a u 2b, jista' jiġi konkluż li l-kampjuni tal-fluss użati fil-kisi tal-elettrodi E1 u E2 jgħaddu minn dekompożizzjoni f'pass wieħed, kif issuġġerit minn Brown57.Il-firxa tat-temperatura tal-proċess tista 'tidher mill-kurvi derivattivi (wt%) fil-fig.2a u b.Peress li l-kurva TGA ma tistax tiddeskrivi b'mod preċiż it-temperatura speċifika li fiha s-sistema tal-fluss tgħaddi minn bidla fil-fażi u kristallizzazzjoni, id-derivattiv TGA jintuża biex jiddetermina l-valur eżatt tat-temperatura ta 'kull fenomenu (bidla tal-fażi) bħala quċċata endotermika biex tipprepara s-sistema tal-fluss.
Kurvi TGA-DTG li juru dekompożizzjoni termali ta '(a) fluss alkalin għall-kisi ta' l-elettrodu E1 u (b) fluss aċiduż għal kisi ta 'elettrodu E2.
It-Tabella 4 turi r-riżultati ta 'analiżi spettrofotometrika u analiżi SEM-EDS ta' metall bażiku DSS 2205 u weldjaturi magħmula bl-użu ta 'elettrodi E1, E2 u C.E1 u E2 wrew li l-kontenut ta 'kromju (Cr) naqas drastikament għal 18.94 u 17.04%, u l-kontenut ta' molibdenu (Mo) kien 0.06 u 0.08%, rispettivament.il-valuri tal-weldjaturi bl-elettrodi E1 u E2 huma aktar baxxi.Dan huwa kemmxejn konformi mal-valur PREN ikkalkulat għall-fażi ferritika-awstenitika mill-analiżi SEM-EDS.Għalhekk, wieħed jista 'jara li l-pitting jibda fl-istadju b'valuri PREN baxxi (weldjaturi minn E1 u E2), bażikament kif deskritt fit-Tabella 4. Dan huwa indikattiv ta' tnaqqis u preċipitazzjoni possibbli tal-liga fil-weldjatura.Sussegwentement, it-tnaqqis fil-kontenut ta 'elementi ta' liga Cr u Mo f'weldjaturi prodotti bl-użu ta 'elettrodi E1 u E2 u l-valuri ekwivalenti ta' pitting baxx tagħhom (PREN) huma murija fit-Tabella 4, li toħloq problema għaż-żamma tar-reżistenza f'ambjenti aggressivi, speċjalment f'ambjenti tal-klorur.-ambjent li jkun fih.Il-kontenut relattivament għoli ta 'nikil (Ni) ta' 11.14% u l-limitu permissibbli tal-kontenut tal-manganiż fil-ġonot iwweldjati tal-elettrodi E1 u E2 setgħu kellhom effett pożittiv fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-weldjaturi użati f'kundizzjonijiet li jissimulaw l-ilma baħar (Fig. 3). ).saru bl-użu tax-xogħol ta 'Yuan u Oy58 u Jing et al.48 fuq l-effett ta' kompożizzjonijiet għolja ta 'nikil u manganiż fuq it-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi ta' strutturi wweldjati DSS taħt kundizzjonijiet operattivi severi.
Riżultati tat-test tat-tensjoni għal (a) UTS u 0.2% sag YS u (b) elongazzjoni uniformi u sħiħa u d-devjazzjonijiet standard tagħhom.
Il-proprjetajiet tas-saħħa tal-materjal bażi (BM) u l-ġonot iwweldjati magħmula mill-elettrodi żviluppati (E1 u E2) u elettrodu disponibbli kummerċjalment (C) ġew evalwati f'żewġ kurrenti ta 'wweldjar differenti ta' 90 A u 110 A. 3(a) u (b) juru UTS, YS b'offset ta '0.2%, flimkien mad-dejta tat-titwil u tad-devjazzjoni standard tagħhom.L-UTS u l-YS jikkumpensaw ir-riżultati ta '0.2% miksuba mill-Fig.3a juru l-aħjar valuri għall-kampjun Nru.1 (BM), kampjun Nru.3 (weldjatura E1), kampjun Nru.5 (weldjatura E2) u kampjun Nru.6 (weldjaturi b'C) huma 878 u 616 MPa, 732 u 497 MPa , 687 u 461 MPa u 769 u 549 MPa, rispettivament, u d-devjazzjonijiet standard rispettivi tagħhom.Mill-fig.110 A) huma kampjuni numerati 1, 2, 3, 6 u 7, rispettivament, bi proprjetajiet ta 'tensjoni minimi rakkomandati li jaqbżu l-450 MPa fit-test tat-tensjoni u 620 MPa fit-test tat-tensjoni proposti minn Grocki32.It-titwil ta 'kampjuni ta' wweldjar b'elettrodi E1, E2 u C, rappreżentati minn kampjuni Nru 2, Nru 3, Nru 4, Nru 5, Nru 6 u Nru 7, f'kurrenti ta 'wweldjar ta' 90 A u 110 A, rispettivament, tirrifletti l-plastikità u l-onestà.relazzjoni mal-metalli bażiċi.It-titwil aktar baxx kien spjegat minn difetti possibbli tal-iwweldjar jew il-kompożizzjoni tal-fluss tal-elettrodu (Fig. 3b).Jista 'jiġi konkluż li l-istainless steel duplex BM u l-ġonot iwweldjati b'elettrodi E1, E2 u C b'mod ġenerali għandhom proprjetajiet ta' tensjoni ogħla b'mod sinifikanti minħabba l-kontenut relattivament għoli ta 'nikil tagħhom (Tabella 4), iżda din il-proprjetà ġiet osservata f'ġonot iwweldjati.Inqas effettiv E2 jinkiseb mill-kompożizzjoni aċiduża tal-fluss.Gunn59 wera l-effett tal-ligi tan-nikil fuq it-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-ġonot iwweldjati u l-kontroll tal-ekwilibriju tal-fażi u d-distribuzzjoni tal-element.Dan għal darb'oħra jikkonferma l-fatt li l-elettrodi magħmula minn kompożizzjonijiet bażiċi tal-fluss għandhom proprjetajiet mekkaniċi aħjar minn elettrodi magħmula minn taħlitiet ta 'fluss aċiduż, kif issuġġerit minn Bang et al.60.Għalhekk, sar kontribut sinifikanti għall-għarfien eżistenti dwar il-proprjetajiet tal-ġonta wweldjata tal-elettrodu miksi l-ġdid (E1) bi proprjetajiet tensili tajbin.
Fuq il-fig.Figuri 4a u 4b juru l-karatteristiċi tal-mikroebusija Vickers ta 'kampjuni sperimentali ta' ġonot iwweldjati ta 'elettrodi E1, E2 u C. 4a juri r-riżultati ta' ebusija miksuba minn direzzjoni waħda tal-kampjun (minn WZ sa BM), u fil-fig.4b juri r-riżultati tal-ebusija miksuba fuq iż-żewġ naħat tal-kampjun.Il-valuri tal-ebusija miksuba waqt l-iwweldjar tal-kampjuni Nri 2, 3, 4 u 5, li huma ġonot iwweldjati b'elettrodi E1 u E2, jistgħu jkunu dovuti għall-istruttura ta 'qamħ oħxon waqt is-solidifikazzjoni f'ċikli ta' wweldjar.Ġiet osservata żieda qawwija fl-ebusija kemm fil-HAZ ta’ qamħ oħxon kif ukoll fl-HAZ ta’ qamħa fin tal-kampjuni kollha Nri 2-7 (ara l-kodiċi tal-kampjuni fit-Tabella 2), li tista’ tiġi spjegata b’bidla possibbli fil-mikrostruttura ta’ il-weldjatura bħala riżultat ta 'kampjuni tal-iwweldjar tal-kromju huma sinjuri fl-emissjonijiet (Cr23C6) .Meta mqabbla ma 'kampjuni oħra tal-iwweldjar 2, 3, 4 u 5, il-valuri tal-ebusija tal-ġonot iwweldjati tal-kampjuni Nru 6 u 7 fil-Fig.4a u 4b hawn fuq (Tabella 2).Skont Mohammed et al.61 u Nowacki u Lukoje62, dan jista 'jkun minħabba l-valur għoli tal-ferrite δ u tensjonijiet residwi indotti fil-weldjatura, kif ukoll it-tnaqqis tal-elementi tal-liga bħal Mo u Cr fil-weldjatura.Il-valuri tal-ebusija tal-kampjuni sperimentali kollha kkunsidrati fiż-żona tal-BM jidhru li huma konsistenti.It-tendenza fir-riżultati tal-analiżi tal-ebusija ta 'kampjuni wweldjati hija konsistenti mal-konklużjonijiet ta' riċerkaturi oħra61,63,64.
Valuri ta 'ebusija ta' ġonot iwweldjati ta 'kampjuni DSS (a) nofs sezzjoni ta' kampjuni wweldjati u (b) sezzjoni sħiħa ta 'ġonot iwweldjati.
Id-diversi fażijiet preżenti fid-DSS 2205 iwweldjati b'elettrodi E1, E2 u C inkisbu u l-ispettri XRD għall-angolu tad-diffrazzjoni 2\(\theta\) huma murija fil-Fig. 5. Qċaċet ta 'austenite (\(\gamma\) ) u ferrite (\(\alpha\)) fażijiet ġew identifikati f'angoli ta 'diffrazzjoni ta' 43° u 44°, li tikkonferma b'mod konklużiv li l-kompożizzjoni tal-weldjatura hija 65 stainless steel b'żewġ fażijiet.li DSS BM juri biss fażijiet awstenitiċi (\(\gamma\)) u ferritiċi (\(\alpha\)), li jikkonferma r-riżultati mikrostrutturali ppreżentati fil-Figuri 1 u 2. 6c, 7c u 9c.Il-fażi ferritika (\(\alpha\)) osservata b'DSS BM u l-quċċata għolja fil-weldjatura mal-elettrodu C huma indikattivi tar-reżistenza għall-korrużjoni tagħha, peress li din il-fażi għandha l-għan li żżid ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-azzar, kif Davison u Redmond66 għandhom iddikjarat, il-preżenza ta 'elementi stabilizzanti tal-ferrite, bħal Cr u Mo, effettivament tistabbilizza l-film passiv tal-materjal f'ambjenti li fihom il-klorur.It-Tabella 5 turi l-fażi ferrite-awstenitika permezz tal-metallografija kwantitattiva.Il-proporzjon tal-frazzjoni tal-volum tal-fażi ferrite-awstenitika fil-ġonot iwweldjati tal-elettrodu C jinkiseb bejn wieħed u ieħor (≈1:1).Il-kompożizzjoni tal-fażi baxxa tal-ferrite (\(\alpha\)) ta 'weldjaturi li jużaw elettrodi E1 u E2 fir-riżultati tal-frazzjoni tal-volum (Tabella 5) tindika sensittività possibbli għal ambjent korrużiv, li ġiet ikkonfermata minn analiżi elettrokimika.ikkonfermat (Fig. 10a, b)), peress li l-fażi tal-ferrite tipprovdi qawwa għolja u protezzjoni kontra l-qsim tal-korrużjoni tal-istress indott mill-klorur.Dan huwa kkonfermat aktar mill-valuri ta 'ebusija baxxi osservati fil-weldjaturi tal-elettrodi E1 u E2 fil-fig.4a,b, li huma kkawżati mill-proporzjon baxx ta 'ferrite fl-istruttura tal-azzar (Tabella 5).Il-preżenza ta 'fażijiet awstenitiċi (\(\gamma\)) u ferritiċi (\(\alpha\)) żbilanċjati f'ġonot iwweldjati bl-użu ta' elettrodi E2 tindika l-vulnerabbiltà attwali tal-azzar għal attakk ta 'korrużjoni uniformi.Għall-kuntrarju, l-ispettri XPA ta 'azzar b'żewġ fażijiet ta' ġonot iwweldjati b'elettrodi E1 u C, flimkien mar-riżultati tal-BM, normalment jindikaw il-preżenza ta 'elementi stabilizzanti awstenitiċi u ferritiċi, li jagħmlu l-materjal utli fil-kostruzzjoni u l-industrija petrokimika , għax argumenta Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant u oħrajn67.
Mikrografi ottiċi ta' ġonot iwweldjati ta' elettrodi E1 b'ġeometriji ta' weldjatura differenti: (a) HAZ li turi l-linja tal-fużjoni, (b) HAZ li turi l-linja tal-fużjoni b'ingrandiment ogħla, (c) BM għall-fażi ferritika-awstenitika, (d) ġeometrija tal-weldjatura , (e) Juri ż-żona ta' transizzjoni fil-qrib, (f) HAZ juri l-fażi ferritika-awstenitika b'ingrandiment ogħla, (g) Iż-żona tal-weldjatura turi l-fażi ferritika-awstenitika Fażi tat-tensjoni.
Mikrografi ottiċi ta' weldjaturi ta' elettrodu E2 f'diversi ġeometriji ta' weldjatura: (a) HAZ li turi l-linja tal-fużjoni, (b) HAZ li turi l-linja tal-fużjoni b'ingrandiment ogħla, (c) BM għall-fażi tal-massa ferritika-awstenitika, (d) ġeometrija tal-weldjatura , (e) ) li turi ż-żona ta' transizzjoni fil-viċinanza, (f) HAZ li turi l-fażi ferritika-awstenitika b'ingrandiment ogħla, (g) żona tal-iwweldjar li turi l-fażi ferritika-awstenitika.
Figuri 6a–c u, pereżempju, juru l-istruttura metallografika tal-ġonot DSS iwweldjati bl-użu ta 'elettrodu E1 f'diversi ġeometriji tal-iwweldjar (Figura 6d), li jindikaw fejn ittieħdu l-mikrografi ottiċi f'ingrandimenti differenti.Fuq il-fig.6a, b, f - żoni ta 'tranżizzjoni ta' ġonot iwweldjati, li juru l-istruttura tal-ekwilibriju tal-fażi tal-ferrite-austenite.Figuri 7a-c u pereżempju juru wkoll l-OM ta 'ġonta DSS iwweldjata bl-użu ta' elettrodu E2 f'diversi ġeometriji tal-iwweldjar (Figura 7d), li jirrappreżentaw il-punti ta 'analiżi OM f'ingrandimenti differenti.Fuq il-fig.7a,b,f juru ż-żona ta' transizzjoni ta' ġonta wweldjata f'ekwilibriju ferritiku-awstenitiku.OM fiż-żona tal-iwweldjar (WZ) huwa muri fil-fig.1 u fig.2. Weldjaturi għall-elettrodi E1 u E2 6g u 7g, rispettivament.OM fuq BM jidher fil-Figuri 1 u 2. Fil-fig.6c, e u 7c, e juru l-każ ta 'ġonot iwweldjati b'elettrodi E1 u E2, rispettivament.Iż-żona tad-dawl hija l-fażi tal-awstenite u ż-żona sewda skura hija l-fażi tal-ferrite.L-ekwilibriji tal-fażi fiż-żona affettwata mis-sħana (HAZ) ħdejn il-linja tal-fużjoni indika l-formazzjoni ta 'preċipitati Cr2N, kif muri fil-mikrografi SEM-BSE fil-Fig.8a,b u kkonfermati fil-fig.9a,b.Il-preżenza ta 'Cr2N osservata fil-fażi tal-ferrite tal-kampjuni fil-Fig.8a,b u kkonfermat mill-analiżi tal-punt SEM-EMF u dijagrammi tal-linja EMF ta 'partijiet iwweldjati (Fig. 9a-b), huwa dovut għat-temperatura ogħla tas-sħana tal-welding.Iċ-ċirkolazzjoni tħaffef l-introduzzjoni tal-kromju u n-nitroġenu, peress li t-temperatura għolja fil-weldjatura żżid il-koeffiċjent tad-diffużjoni tan-nitroġenu.Dawn ir-riżultati jappoġġjaw studji minn Ramirez et al.68 u Herenyu et al.69 li juru li, irrispettivament mill-kontenut tan-nitroġenu, Cr2N normalment ikun depożitat fuq ħbub tal-ferrite, konfini tal-qamħ, u konfini α/\(\gamma\), kif issuġġerit ukoll minn riċerkaturi oħra.70.71.
(a) analiżi spot SEM-EMF (1, 2 u 3) ta' ġonta wweldjata b'E2;
Il-morfoloġija tal-wiċċ ta 'kampjuni rappreżentattivi u l-EMFs korrispondenti tagħhom huma murija fil-Fig.10a–c.Fuq il-fig.Figuri 10a u 10b juru mikrografi SEM u l-ispettri EMF tagħhom ta 'ġonot iwweldjati bl-użu ta' elettrodi E1 u E2 fiż-żona tal-iwweldjar, rispettivament, u fil-fig.10c turi mikrografi SEM u spettri EMF ta 'OM li fihom fażijiet ta' austenite (\(\gamma\)) u ferrite (\(\alpha\)) mingħajr ebda preċipitat.Kif muri fl-ispettru EDS f'Fig. 10a, il-persentaġġ ta 'Cr (21.69 wt.%) u Mo (2.65 wt.%) meta mqabbel ma' 6.25 wt.% Ni jagħti sens tal-bilanċ korrispondenti tal-fażi ferrite-awstenitika.Mikrostruttura bi tnaqqis għoli fil-kontenut ta 'kromju (15.97 wt.%) u molibdenu (1.06 wt.%) meta mqabbel ma' kontenut għoli ta 'nikil (10.08 wt.%) fil-mikrostruttura tal-ġonta wweldjata tal-elettrodu E2, murija f' fig.1. Qabbel.Spettru EMF 10b.Il-forma aċikulari bi struttura awstenitika b'ħbub irqiq li tidher fil-WZ murija fil-fig.10b jikkonferma t-tnaqqis possibbli tal-elementi ferritizing (Cr u Mo) fil-weldjatura u l-preċipitazzjoni tan-nitrur tal-kromju (Cr2N) - il-fażi awstenitika.Id-distribuzzjoni tal-partiċelli tal-preċipitazzjoni tul il-konfini tal-fażijiet awstenitiċi (\(\gamma\)) u ferritiċi (\(\alpha\)) tal-ġonot iwweldjati DSS tikkonferma din id-dikjarazzjoni72,73,74.Dan jirriżulta wkoll fil-prestazzjoni fqira tal-korrużjoni tiegħu, peress li Cr huwa meqjus bħala l-element ewlieni għall-iffurmar ta 'film passiv li jtejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni lokali tal-azzar59,75 kif muri f'Fig. 10b.Wieħed jista 'jara li l-BM fil-mikrografu SEM f'Fig. 10c juri rfinar qawwi tal-qamħ peress li r-riżultati tal-ispettru EDS tiegħu juru Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) u Ni (6.32 wt).%) proprjetajiet kimiċi tajbin.%) bħala element importanti tal-liga għall-iċċekkjar tal-mikrostruttura tal-ekwilibriju tal-fażi ferrite-awstenitika tal-istruttura DSS76.Ir-riżultati tal-analiżi spettroskopika EMF tal-kompożizzjoni tal-ġonot iwweldjati tal-elettrodu E1 jiġġustifikaw l-użu tiegħu fil-kostruzzjoni u ambjenti kemmxejn aggressivi, peress li l-formaturi tal-awstenite u l-istabbilizzaturi tal-ferrite fil-mikrostruttura jikkonformaw mal-istandard DSS AISI 220541.72 għal ġonot iwweldjati, 77.
Mikrografi SEM ta 'ġonot iwweldjati, fejn (a) l-elettrodu E1 taż-żona tal-iwweldjar għandu spettru EMF, (b) elettrodu E2 taż-żona tal-iwweldjar għandu spettru EMF, (c) OM għandu spettru EMF.
Fil-prattika, ġie osservat li l-weldjaturi DSS jissolidifikaw f'modalità kompletament ferritika (F-mode), b'nuklei ta' austenite jinnukleaw taħt it-temperatura tal-ferritic solvus, li hija prinċipalment dipendenti fuq il-proporzjon ekwivalenti tal-kromju għal nikil (Creq/Nieq) (> 1.95 jikkostitwixxi l-mod F) Xi riċerkaturi nnotaw dan l-effett ta 'l-azzar minħabba l-kapaċità qawwija ta' tixrid ta 'Cr u Mo bħala elementi li jiffurmaw il-ferrite fil-fażi tal-ferrite8078,79.Huwa ċar li DSS 2205 BM fih ammont għoli ta 'Cr u Mo (li juri Creq ogħla), iżda għandu kontenut ta' Ni aktar baxx mill-weldjatura b'elettrodi E1, E2 u C, li jikkontribwixxi għal proporzjon Creq/Nieq ogħla.Dan huwa evidenti wkoll fl-istudju attwali, kif muri fit-Tabella 4, fejn il-proporzjon Creq/Nieq kien determinat għal DSS 2205 BM 'il fuq minn 1.95.Wieħed jista 'jara li weldjaturi bl-elettrodi E1, E2 u C jibbies fil-mod awstenitiku-ferritiku (modalità AF), mod awstenitiku (modalità A) u mod ferritiku-awstenitiku, rispettivament, minħabba l-kontenut ogħla ta 'modalità bl-ingrossa (modalità FA) .), kif muri fit-Tabella 4, il-kontenut ta 'Ni, Cr u Mo fil-weldjatura huwa inqas, li jindika li l-proporzjon Creq/Nieq huwa aktar baxx minn dak ta' BM.Il-ferrite primarja fil-weldjaturi tal-elettrodu E2 kellha morfoloġija tal-ferrite vermicular u l-proporzjon Creq/Nieq determinat kien 1.20 kif deskritt fit-Tabella 4.
Fuq il-fig.11a turi Potenzjal ta 'Ċirkwit Miftuħ (OCP) kontra l-ħin għal struttura tal-azzar AISI DSS 2205 f'soluzzjoni ta' 3.5% NaCl.Wieħed jista 'jara li l-kurva ORP tinbidel lejn potenzjal aktar pożittiv, li tindika d-dehra ta' film passiv fuq il-wiċċ tal-kampjun tal-metall, tnaqqis fil-potenzjal jindika korrużjoni ġeneralizzata, u potenzjal kważi kostanti matul iż-żmien jindika l-formazzjoni ta ' film passiv maż-żmien., Il-wiċċ tal-kampjun huwa stabbli u għandu Sticky 77. Il-kurvi juru s-sottostrati sperimentali taħt kundizzjonijiet stabbli għall-kampjuni kollha f'elettrolit li jkun fih 3.5% soluzzjoni NaCl, bl-eċċezzjoni tal-kampjun 7 (ġonta tal-weldjatura b'elettrodu C), li juri ftit instabbiltà.Din l-instabilità tista 'titqabbel mal-preżenza ta' joni tal-klorur (Cl-) fis-soluzzjoni, li tista 'taċċellera ħafna r-reazzjoni tal-korrużjoni, u b'hekk iżid il-grad ta' korrużjoni.Osservazzjonijiet waqt l-iskannjar OCP mingħajr potenzjal applikat urew li Cl fir-reazzjoni jista 'jaffettwa r-reżistenza u l-istabbiltà termodinamika tal-kampjuni f'ambjenti aggressivi.Ma et al.81 u Lotho et al.5 ikkonfermat it-talba li Cl- għandu rwol fl-aċċellerazzjoni tad-degradazzjoni ta 'films passivi fuq sottostrati, u b'hekk jikkontribwixxi għal aktar xedd.
Analiżi elettrokimika tal-kampjuni studjati: (a) evoluzzjoni tal-RSD skont il-ħin u (b) polarizzazzjoni potenzjodinamika tal-kampjuni f'soluzzjoni ta' 3.5% NaCl.
Fuq il-fig.11b jippreżenta analiżi komparattiva tal-kurvi ta 'polarizzazzjoni potenzjodinamiċi (PPC) ta' ġonot iwweldjati ta 'elettrodi E1, E2 u C taħt l-influwenza ta' soluzzjoni ta '3.5% NaCl.Kampjuni ta 'BM iwweldjati f'PPC u 3.5% soluzzjoni ta' NaCl wrew imġieba passiva.It-Tabella 5 turi l-parametri tal-analiżi elettrokimika tal-kampjuni miksuba mill-kurvi PPC, bħal Ecorr (potenzjal ta 'korrużjoni) u Epit (potenzjal ta' korrużjoni tal-pitting) u d-devjazzjonijiet assoċjati tagħhom.Meta mqabbla ma 'kampjuni oħra Nru 2 u Nru 5, iwweldjati bl-elettrodi E1 u E2, kampjuni Nru 1 u Nru 7 (BM u ġonot iwweldjati bl-elettrodu C) urew potenzjal għoli għall-korrużjoni pitting fis-soluzzjoni NaCl (Fig. 11b). ).Il-proprjetajiet passivating ogħla ta 'l-ewwel meta mqabbla ma' l-aħħar huma dovuti għall-bilanċ tal-kompożizzjoni mikrostrutturali ta 'l-azzar (fażijiet awstenitiċi u ferritiċi) u l-konċentrazzjoni ta' elementi ta 'liga.Minħabba l-preżenza ta 'fażijiet ferrite u awstenitiċi fil-mikrostruttura, Resendea et al.82 appoġġjaw l-imġieba passiva tad-DSS f'midja aggressiva.Il-prestazzjoni baxxa ta 'kampjuni wweldjati b'elettrodi E1 u E2 tista' tkun assoċjata mat-tnaqqis tal-elementi ewlenin tal-liga, bħal Cr u Mo, fiż-żona tal-iwweldjar (WZ), peress li jistabbilizzaw il-fażi tal-ferrite (Cr u Mo), jaġixxu bħala passivaturi Ligi fil-fażi awstenitika ta' azzar ossidizzat.L-effett ta 'dawn l-elementi fuq ir-reżistenza tal-pitting huwa akbar fil-fażi awstenitika milli fil-fażi ferritika.Għal din ir-raġuni, il-fażi ferritika tgħaddi minn passivazzjoni aktar malajr mill-fażi awstenitika assoċjata mal-ewwel reġjun ta 'passivazzjoni tal-kurva tal-polarizzazzjoni.Dawn l-elementi għandhom impatt sinifikanti fuq ir-reżistenza tal-pitting DSS minħabba r-reżistenza ogħla tal-pitting tagħhom fil-fażi awstenitika meta mqabbla mal-fażi ferritika.Għalhekk, il-passivazzjoni mgħaġġla tal-fażi tal-ferrite hija 81% ogħla minn dik tal-fażi tal-awstenite.Għalkemm Cl- f'soluzzjoni għandha effett negattiv qawwi fuq il-kapaċità passivating tal-film tal-azzar83.Konsegwentement, l-istabbiltà tal-film passivating tal-kampjun se titnaqqas ħafna84.Mit-Tabella.6 juri wkoll li l-potenzjal ta 'korrużjoni (Ecorr) ta' ġonot iwweldjati b'elettrodu E1 huwa kemmxejn inqas stabbli f'soluzzjoni meta mqabbel ma 'ġonot iwweldjati b'elettrodu E2.Dan huwa kkonfermat ukoll mill-valuri baxxi tal-ebusija tal-weldjaturi bl-użu ta 'elettrodi E1 u E2 fil-fig.4a,b, li huwa dovut għall-kontenut baxx ta 'ferrite (Tabella 5) u l-kontenut baxx ta' kromju u molibdenu (Tabella 4) fl-istruttura tal-azzar magħmula minn.Jista 'jiġi konkluż li r-reżistenza għall-korrużjoni tal-azzar fl-ambjent tal-baħar simulat tiżdied bit-tnaqqis tal-kurrent tal-iwweldjar u tonqos b'kontenut baxx ta' Cr u Mo u kontenut baxx ta 'ferrite.Din id-dikjarazzjoni hija konsistenti ma 'studju minn Salim et al.85 dwar l-effett tal-parametri tal-iwweldjar bħall-kurrent tal-iwweldjar fuq l-integrità tal-korrużjoni tal-azzar iwweldjat.Hekk kif il-klorur jippenetra l-azzar permezz ta 'diversi mezzi bħall-assorbiment u t-tixrid kapillari, huma ffurmati ħofor (korrużjoni tal-pitting) ta' forma u fond irregolari.Il-mekkaniżmu huwa differenti b'mod sinifikanti f'soluzzjonijiet ta 'pH ogħla fejn il-gruppi tal-madwar (OH-) huma sempliċement attirati lejn il-wiċċ tal-azzar, jistabbilizzaw il-film passiv u jipprovdu protezzjoni addizzjonali għall-wiċċ tal-azzar25,86.L-aħjar reżistenza għall-korrużjoni tal-kampjuni Nru 1 u Nru 7 hija prinċipalment minħabba l-preżenza fl-istruttura tal-azzar ta 'ammont kbir ta' δ-ferrite (Tabella 5) u ammont kbir ta 'Cr u Mo (Tabella 4), peress li l- livell ta ' korrużjoni pitting huwa prinċipalment preżenti fl-azzar, iwweldjati bil-metodu DSS, fl-istruttura tal-fażi awstenitika tal-partijiet.Għalhekk, il-kompożizzjoni kimika tal-liga għandha rwol deċiżiv fil-prestazzjoni tal-korrużjoni tal-ġonta wweldjata87,88.Barra minn hekk, ġie osservat li l-kampjuni wweldjati bl-użu tal-elettrodi E1 u C f'dan l-istudju wrew valuri Ecorr aktar baxxi mill-kurvi PPC minn dawk iwweldjati bl-użu tal-elettrodu E2 mill-kurvi OCP (Tabella 5).Għalhekk, ir-reġjun tal-anodu jibda b'potenzjal aktar baxx.Din il-bidla hija prinċipalment dovuta għall-istabbilizzazzjoni parzjali tas-saff ta 'passivazzjoni ffurmat fuq il-wiċċ tal-kampjun u l-polarizzazzjoni katodika li sseħħ qabel ma tinkiseb l-istabbilizzazzjoni sħiħa ta' OCP89.Fuq il-fig.12a u b juru stampi tal-profiler ottiku 3D ta 'kampjuni msadda b'mod sperimentali taħt kundizzjonijiet varji ta' wweldjar.Wieħed jista 'jara li d-daqs tal-korrużjoni tal-pitting tal-kampjuni jiżdied mal-potenzjal tal-korrużjoni tal-pitting aktar baxx maħluq mill-kurrent għoli tal-iwweldjar ta' 110 A (Fig. 12b), komparabbli mad-daqs tal-korrużjoni tal-pitting miksub għal weldjaturi bi proporzjon tal-kurrent tal-iwweldjar aktar baxx ta ' 90 A. (Fig. 12a).Dan jikkonferma t-talba ta 'Mohammed90 li l-meded ta' żlieq huma ffurmati fuq il-wiċċ tal-kampjun biex jeqirdu l-film tal-passivazzjoni tal-wiċċ billi jesponu s-sottostrat għal soluzzjoni ta '3.5% NaCl sabiex il-klorur jibda jattakka, u jikkawża li l-materjal jinħall.
L-analiżi SEM-EDS fit-Tabella 4 turi li l-valuri PREN ta 'kull fażi awstenitika huma ogħla minn dawk tal-ferrite fil-weldjaturi u BM kollha.Il-bidu tal-pitting fl-interface tal-ferrite/austenite jaċċellera l-qerda tas-saff tal-materjal passiv minħabba n-nuqqas ta 'omoġeneità u s-segregazzjoni tal-elementi li jseħħu f'dawn iż-żoni91.B'differenza mill-fażi awstenitika, fejn il-valur ekwivalenti tar-reżistenza tal-pitting (PRE) huwa ogħla, il-bidu tal-pitting fil-fażi ferritika huwa dovut għall-valur PRE aktar baxx (Tabella 4).Il-fażi tal-awstenite tidher li fiha ammont sinifikanti ta 'stabilizzatur tal-austenite (solubilità tan-nitroġenu), li tipprovdi konċentrazzjoni ogħla ta' dan l-element u, għalhekk, reżistenza ogħla għall-pitting92.
Fuq il-fig.Il-Figura 13 turi kurvi kritiċi tat-temperatura tal-pitting għal weldjaturi E1, E2, u C.Minħabba li d-densità tal-kurrent żdiedet għal 100 µA/cm2 minħabba pitting matul it-test ASTM, huwa ċar li l-weldjatura @110A b'E1 wriet temperatura kritika minima ta 'pitting ta' 27.5°C segwita minn E2 @ 90A issaldjar turi CPT ta '40 °C, u fil-każ ta 'C@110A l-ogħla CPT hija 41°C.Ir-riżultati osservati jaqblu tajjeb mar-riżultati osservati tat-testijiet tal-polarizzazzjoni.
Il-proprjetajiet mekkaniċi u l-imġieba tal-korrużjoni tal-weldjaturi tal-istainless steel duplex ġew investigati bl-użu tal-elettrodi E1 u E2 ġodda.L-elettrodu alkalin (E1) u l-elettrodu aċiduż (E2) użati fil-proċess SMAW ġew miksija b'suċċess b'kompożizzjoni ta 'fluss b'proporzjon ta' kopertura ġenerali ta '1.7 mm u indiċi alkalin ta' 2.40 u 0.40, rispettivament.L-istabbiltà termali tal-flussi ppreparati bl-użu ta' TGA f'mezz inert ġiet evalwata.Il-preżenza ta 'kontenut għoli ta' TiO2 (%) fil-matriċi tal-fluss tejbet it-tneħħija tal-gagazza ta 'weldjaturi għal elettrodi miksija b'fluss aċiduż (E2) meta mqabbla ma' elettrodi miksija b'fluss bażiku (E1).Għalkemm iż-żewġ elettrodi miksija (E1 u E2) għandhom kapaċità tajba tal-bidu tal-ark.Il-kundizzjonijiet tal-iwweldjar, speċjalment l-input tas-sħana, il-kurrent tal-iwweldjar u l-veloċità, għandhom rwol kritiku fil-kisba tal-bilanċ tal-fażi tal-awstenite/ferrite tal-weldjaturi DSS 2205 u l-proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti tal-weldjatura.Il-ġonot iwweldjati bl-elettrodu E1 wrew proprjetajiet ta 'tensjoni eċċellenti (shear 0.2% YS = 497 MPa u UTS = 732 MPa), li jikkonfermaw li l-elettrodi miksija bil-fluss bażiku għandhom indiċi ta' basicity għoli meta mqabbla mal-elettrodi miksija bil-fluss tal-aċidu.L-elettrodi juru proprjetajiet mekkaniċi aħjar b'alkalinità baxxa.Huwa ovvju li fil-ġonot iwweldjati ta 'elettrodi b'kisja ġdida (E1 u E2) m'hemm l-ebda ekwilibriju tal-fażi ferrite-awstenitika, li ġiet żvelata bl-użu ta' analiżi OES u SEM-EDS tal-weldjatura u kkwantifikata mill-frazzjoni tal-volum f' il-weldjatura.Il-metallografija kkonfermat l-istudju SEM tagħhom.mikrostrutturi.Dan huwa prinċipalment minħabba t-tnaqqis ta 'elementi ta' liga bħal Cr u Mo u r-rilaxx possibbli ta 'Cr2N waqt l-iwweldjar, li huwa kkonfermat mill-iskannjar tal-linja EDS.Dan huwa appoġġjat aktar mill-valuri ta 'ebusija baxxi osservati f'weldjaturi b'elettrodi E1 u E2 minħabba l-proporzjon baxx tagħhom ta' ferrite u elementi tal-liga fl-istruttura tal-azzar.Il-Potenzjal tal-Korrużjoni tal-Evidenza (Ecorr) tal-weldjaturi li jużaw l-elettrodu E1 wera li kien kemmxejn inqas reżistenti għall-korrużjoni tas-soluzzjoni meta mqabbel mal-weldjaturi li jużaw l-elettrodu E2.Dan jikkonferma l-effettività tal-elettrodi żviluppati ġodda f'weldjaturi ttestjati f'ambjent ta '3.5% NaCl mingħajr kompożizzjoni ta' liga ta 'taħlita ta' fluss.Jista 'jiġi konkluż li r-reżistenza għall-korrużjoni fl-ambjent tal-baħar simulat tiżdied bit-tnaqqis tal-kurrent tal-iwweldjar.Għalhekk, il-preċipitazzjoni ta 'karburi u nitruri u t-tnaqqis sussegwenti fir-reżistenza għall-korrużjoni ta' ġonot iwweldjati bl-użu ta 'elettrodi E1 u E2 kien spjegat minn żieda fil-kurrent tal-iwweldjar, li wassal għal żbilanċ fil-bilanċ tal-fażi tal-ġonot iwweldjati minn azzar b'għan doppju.
Fuq talba, id-dejta għal dan l-istudju tiġi pprovduta mill-awtur rispettiv.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. u Liimatainen J. Mikrostruttura ta 'l-istainless steel super duplex iffurmat minn metallurġija tat-trab ippressar iżostatiku sħun fit-trattament tas-sħana industrijali.Metall.alma mater.trance.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. u Kitagawa Y. Kontroll tal-mikrostruttura fit-tgħaqqid ta 'azzar li ma jissaddadx moderni.Fl-Ipproċessar ta 'Materjali Ġodda għall-Enerġija Elettromanjetika Avvanzata, 419-422 (2005).
Smook O. Mikrostruttura u proprjetajiet ta 'azzar li ma jissaddadx super duplex tal-metallurġija moderna tat-trab.Istitut Irjali tat-Teknoloġija (2004)
Lottu, TR u Babalola, P. Imġieba tal-Korrużjoni tal-Polarizzazzjoni u Analiżi Mikrostrutturali ta 'Kompożiti tal-Matriċi tal-Aluminju u tas-Silikon Karbur AA1070 f'Konċentrazzjonijiet ta' Klorur Aċidu.Inġinier persważiv.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. u Ferro P. Proċess ta 'welding, bidla mikrostrutturali u proprjetajiet finali ta' azzar inossidabbli duplex u super duplex.Azzar li ma jissaddadx duplex 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. u Karaaslan A. Influwenza tal-ħin tat-ttemprar u r-rata tat-tkessiħ fuq il-proċess ta 'depożizzjoni f'azzar reżistenti għall-korrużjoni b'żewġ fażijiet.Metall.ix-xjenza.trattament bis-sħana.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S u Ravi K. Żvilupp ta 'lean duplex stainless steels (LDSS) bi proprjetajiet mekkaniċi u ta' korrużjoni eċċellenti fil-laboratorju.Alma mater avvanzata.tank tal-ħażna.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. u Isgor OB Proprjetajiet metallurġiċi u elettrokimiċi ta 'saffi ta' kisi ta 'l-istainless steel super duplex fuq sottostrati ta' azzar ħafif miksuba permezz ta 'liga tal-lejżer f'saff ta' trab.ix-xjenza.Rep 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. u Kuroda, K. Sforzi biex jiffrankaw in-nikil fl-azzar inossidabbli awstenitiku.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. u Gonome F. Żvilupp ta 'serje ġdida ta' lean duplex stainless steels.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Technical Report Nru 126 (2021).