321 аз пӯлоди зангногир Таркиби химиявии қубури печонидашуда Хусусиятҳои механикӣ ва рафтори зангзании кафшери дуплексии аз пӯлоди зангногир бо электроди нав

Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Шумо версияи браузерро бо дастгирии маҳдуди CSS истифода мебаред.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript нишон медиҳем.
Слайдерҳо се мақоларо дар як слайд нишон медиҳанд.Барои гузаштан дар слайдҳо тугмаҳои қафо ва ояндаро истифода баред ё тугмаҳои контролери слайдро дар охири ҳар як слайд ҳаракат кунед.

аз пӯлоди зангногир 321 Coil Tube таркиби химиявӣ

Таркиби кимиёвии 321 қубурҳои аз пӯлоди зангногир чунин аст:
- Карбон: 0,08% макс
- Марганец: 2,00% макс
- Никел: 9,00% мин

Пӯлоди зангногир 321 Хосиятҳои механикии Tube Coil

Мувофиқи истеҳсолкунандаи қубури пӯлоди зангногир 321, хосиятҳои механикии қубурҳои аз пӯлоди зангногир 321 дар зер оварда шудаанд: Қувваи кашиш (psi) Қувваи ҳосил (psi) дарозӣ (%)

Барномаҳо & Истифодаи Tube аз пӯлоди зангногир 321 Coil

Дар бисёр барномаҳои муҳандисӣ, хосиятҳои механикӣ ва зангзании сохторҳои кафшери дуплекс аз пӯлоди зангногир (DSS) омилҳои муҳимтарин мебошанд.Тадқиқоти ҷорӣ хосиятҳои механикӣ ва муқовимат ба зангзании кафшерҳои аз пӯлоди зангногир дуплексро дар муҳити тақлидкунандаи 3,5% NaCl бо истифода аз электроди нави махсус тарҳрезишуда бидуни илова кардани унсурҳои хӯла ба намунаҳои флюс таҳқиқ кард.Дар электродхои Е1 ва Е2 барои кафшери тахтахои ДСС ду намуди гуногуни флюсхо бо индекси асосии 2,40 ва 0,40 истифода шуданд.Устувории гармии таркибҳои флюс бо истифода аз таҳлили термогравиметрӣ арзёбӣ карда шуд.Таркиби химиявӣ, инчунин хосиятҳои механикӣ ва зангзании пайвандҳои кафшершуда бо истифода аз спектроскопияи эмиссия мувофиқи стандартҳои гуногуни ASTM арзёбӣ карда шуданд.Дифраксияи рентгенӣ барои муайян кардани фазаҳои дар кафшерҳои DSS мавҷудбуда истифода мешавад ва сканеркунии электрон бо EDS барои тафтиши микроструктураи кафшер истифода мешавад.Қувваи кашиши пайвандҳои кафшеркардаи электродҳои E1 дар ҳудуди 715-732 МПа, электродҳои E2 606-687 МПа буд.Ҷараёни кафшер аз 90 А то 110 А, сахтӣ низ зиёд карда шуд.Пайвастҳои кафшершуда бо электродҳои E1, ки бо флюсҳои асосӣ фаро гирифта шудаанд, хосиятҳои механикии беҳтар доранд.Сохтори пӯлод дар муҳити 3,5% NaCl муқовимати баланд ба зангзанӣ дорад.Ин корпазирии пайвандҳои кафшершударо, ки бо электродҳои нав таҳияшуда сохта шудаанд, тасдиқ мекунад.Натиҷаҳо дар робита ба камшавии элементҳои хӯлакунанда ба монанди Cr ва Mo, ки дар кафшер бо электродҳои пӯшидаи E1 ва E2 мушоҳида мешаванд ва баровардани Cr2N дар кафшерҳои бо истифода аз электродҳои E1 ва E2 сохташуда муҳокима карда мешаванд.
Таърихан, аввалин зикри расмии пӯлоди зангногир (DSS) ба соли 1927 рост меояд, вақте он танҳо барои рехтагарӣ истифода мешуд ва аз сабаби миқдори зиёди карбон дар аксари барномаҳои техникӣ истифода намешуд1.Аммо баъдан, миқдори стандартии карбон ба ҳадди ниҳоии 0,03% кам карда шуд ва ин пӯлодҳо дар соҳаҳои гуногун васеъ истифода шуданд2,3.DSS як оилаи хӯлаҳо бо миқдори тақрибан баробар феррит ва аустенит мебошад.Тадқиқотҳо нишон доданд, ки марҳилаи ферритӣ дар DSS муҳофизати аълоро аз крекинги зангзании стресс (SCC), ки дар асри 20 барои пӯлоди зангногир аустенитӣ (ASS) масъалаи муҳим буд, таъмин мекунад.Аз тарафи дигар, дар баъзе сохахои мошинсозй ва дигар сохахои4 саноат талабот ба захирахо соле то 20 фоиз меафзояд.Ин пӯлоди инноватсионии дорои сохтори дуфазавии аустенитӣ-ферритӣ метавонад тавассути интихоби мувофиқи таркиб, коркарди физикӣ-химиявӣ ва термомеханикӣ ба даст оварда шавад.Дар муқоиса бо пӯлоди зангногир якфаза, DSS дорои қувваи баландтари ҳосилнокӣ ва қобилияти олии тоб додан ба SCC5, 6, 7, 8 мебошад. Сохтори дуплексӣ ба ин пӯлодҳо қувват, сахтгирӣ ва муқовимати зангзании зиёдро дар муҳити хашмгин, ки дорои кислотаҳо, хлоридҳои кислотаҳо мебошанд, медиҳад. оби бахр ва моддахои кимиёвии зангзананда9.Дар робита ба тағйирёбии нархи солонаи хӯлаҳои никел (Ni) дар бозори умумӣ, сохтори DSS, махсусан навъи никел паст (DSS лоғар), бисёр дастовардҳои барҷаста дар муқоиса бо рӯи мукааб (FCC) iron10, 11. мушкилоти тарҳҳои ASE дар он аст, ки онҳо ба шароити гуногуни сахт дучор мешаванд.Аз ин рӯ, шӯъбаҳо ва ширкатҳои гуногуни муҳандисӣ кӯшиш мекунанд, ки пӯлоди зангногир алтернативии никелҳои паст (Ni)-ро пешбарӣ кунанд, ки нисбат ба ASS анъанавӣ бо кафшерпазирии мувофиқ кор мекунанд ва дар барномаҳои саноатӣ, аз қабили мубодилаи гармии оби баҳр ва саноати кимиё истифода мешаванд.контейнери 13 барои муҳити дорои консентратсияи баланди хлоридҳо.
Дар прогресси хозираи техникй истехсоли кафшер роли мухим мебозад.Одатан, узвҳои сохтории DSS бо кафшери камон аз газ муҳофизатшуда ё кафшери камон аз газ муҳофизат карда мешаванд.Ба кафшер асосан таркиби электроди барои кафшер истифодашаванда таъсир мерасонад.Электродҳои кафшерӣ аз ду қисм иборатанд: металлӣ ва флюс.Аксар вақт электродҳо бо флюс, омехтаи металлҳо пӯшонида мешаванд, ки ҳангоми таҷзияшуда газҳо ҷудо мекунанд ва шлаки муҳофизатиро ба вуҷуд меоранд, то кафшерро аз ифлосшавӣ муҳофизат кунанд, устувории камонро баланд бардорад ва барои беҳтар кардани сифати кафшер ҷузъҳои хӯлакунандаро илова кунанд14 .Оҳан, алюминий, пӯлоди зангногир, пӯлоди ҳалим, пӯлоди мустаҳкам, мис, биринҷӣ ва биринҷӣ баъзе аз металлҳои электроди кафшерӣ мебошанд, дар ҳоле ки селлюлоза, хокаи оҳан ва гидроген баъзе аз маводи флюс истифода мешаванд.Баъзан ба омехтаи флюс натрий, титан ва калий низ илова карда мешавад.
Баъзе муҳаққиқон кӯшиш карданд, ки таъсири конфигуратсияи электродҳоро ба якпорчагии механикӣ ва зангзании конструкцияҳои пулодии кафшершуда омӯзанд.Сингх ва дигарон.15 таъсири таркиби флюсро ба дарозӣ ва қавии кафшери кафшери тавассути кафшери камон зери зеризаминӣ кафшершударо таҳқиқ кардааст.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки CaF2 ва NiO дар муқоиса бо мавҷудияти FeMn муайянкунандаи асосии қувваи кашиш мебошанд.Чираг ва дигарон.16 пайвастагиҳои SMAW-ро тавассути тағир додани консентратсияи рутил (TiO2) дар омехтаи ҷараёни электрод таҳқиқ карданд.Муайян карда шуд, ки хосиятҳои микросахтӣ аз ҳисоби зиёд шудани фоиз ва муҳоҷирати карбон ва кремний зиёд шудааст.Кумар [17] тарҳрезӣ ва коркарди флюсҳои агломератсияро барои кафшери камонҳои зериобӣ варақаҳои пӯлод омӯхтааст.Нвигбо ва Атуаня18 истифодаи пайвандакҳои аз калий бойи натрий силикатиро барои истеҳсоли флюсҳои кафшери камон таҳқиқ намуда, кафшерро бо қувваи баланди кашиш 430 МПа ва сохтори қобили қабули дона пайдо карданд.Lothongkum et al.19 усули потенсиокинетикиро барои омӯзиши фраксияи ҳаҷми аустенит дар пӯлоди зангногир дуплекси 28Cr–7Ni–O–0.34N дар маҳлули NaCl бо ҳаво тофта дар консентратсияи 3,5% вазн истифода бурданд.дар шароити рН.ва 27°С.Ҳам пӯлоди зангногир дуплекс ва ҳам микро дуплекс таъсири якхелаи нитрогенро ба рафтори зангзанӣ нишон медиҳанд.Нитроген ба потенсиали зангзанӣ ё суръати дар pH 7 ва 10 таъсир нарасонд, аммо потенсиали зангзанӣ дар pH 10 нисбат ба pH 7 пасттар буд. Аз тарафи дигар, дар ҳама сатҳҳои pH омӯхташуда, потенсиал бо афзоиши миқдори нитроген афзоиш ёфт. .Ласерда ва дигарон.20 чуқурии пӯлоди зангногир дуплекс UNS S31803 ва UNS S32304 дар маҳлули 3,5% NaCl бо истифода аз поляризатсияи потенциодинамикии циклӣ омӯхта шуд.Дар маҳлули 3,5 ват.%-и NaCl, дар ду плитаи пӯлоди таҳқиқшуда аломатҳои чоҳ пайдо шуданд.Пӯлоди UNS S31803 нисбат ба пӯлоди UNS S32304 дорои потенсиали баландтари зангзанӣ (Ecorr), потенсиали чуқурӣ (Epit) ва муқовимати поляризатсия (Rp) мебошад.Пӯлоди UNS S31803 нисбат ба пӯлоди UNS S32304 қобилияти баландтар дорад.Мувофиқи тадқиқоти Ҷианг ва дигарон.[21], қуллаи реактивизатсия, ки ба марҳилаи дукарата (фазаи аустенит ва феррит) аз пӯлоди зангногир дуплекс мувофиқ аст, то 65% таркиби ферритро дар бар мегирад ва зичии ҷараёни реактивизатсияи феррит бо зиёд шудани вақти коркарди гармӣ меафзояд.Маълум аст, ки фазаҳои аустенитӣ ва ферритӣ дар потенсиалҳои гуногуни электрохимиявӣ реаксияҳои гуногуни электрохимиявӣ доранд21,22,23,24.Абдо ва дигарон 25 ченакҳои потенциодинамикии спектроскопияи поляризатсия ва спектроскопияи импеданси электрохимиявиро барои омӯхтани зангзании электрохимиявии хӯлаи 2205 DSS бо лазерӣ кафшершуда дар оби сунъии баҳр (3,5% NaCl) дар шароити туршии гуногун ва ишқдор истифода бурданд.Дар сатҳҳои фошшудаи намунаҳои санҷидашудаи DSS зангзании чоҳ мушоҳида шуд.Дар асоси ин бозёфтхо мукаррар карда шуд, ки дар байни рН-и мухити обшаванда ва муковимати плёнкае, ки дар процесси интиқоли заряд ба вуҷуд меояд, робитаи мутаносиб вуҷуд дорад, ки бевосита ба ташаккули чуқурӣ ва мушаххасоти он таъсир мерасонад.Мақсади ин тадқиқот фаҳмидани он буд, ки чӣ гуна таркиби электроди кафшери навтаъсис ба тамомияти механикӣ ва фарсудашавии кафшершудаи DSS 2205 дар муҳити 3,5% NaCl таъсир мерасонад.
Минералҳои флюс (ингредиентҳо), ки дар формулаҳои пӯшиши электрод истифода шудаанд, карбонати калсий (CaCO3) аз ноҳияи Обажана, иёлати Коги, Нигерия, фториди калсий (CaF2) аз иёлати Тараба, Нигерия, диоксиди кремний (SiO2), хокаи тальк (Mg3Si4O10) буданд. ) )2) ва рутил (TiO2) аз Ҷос, Нигерия ва каолин (Al2(OH)4Si2O5) аз Канкара, иёлати Катсина, Нигерия гирифта шудаанд.Силикати калий ҳамчун пайвандкунанда истифода мешавад, он аз Ҳиндустон гирифта мешавад.
Тавре ки дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст, оксидҳои таркибӣ мустақилона дар тарозуи рақамӣ вазн карда шуданд.Сипас онро бо пайвандгари силикати калий (23% аз рӯи вазн) дар миксери барқӣ (модели: 641-048) аз Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) барои 30 дақиқа омехта карда, хамираи якхелаи нимсахтро ба даст оварданд.Ҷараёни омехтаи тар аз мошини брикеткунӣ ба шакли силиндрӣ пахш карда, ба камераи экструзия дар фишори 80 то 100 кг / см2 ворид карда мешавад ва аз камераи ғизодиҳии сим ба экструдери сими зангногир диаметри 3,15 мм дода мешавад.Флюс тавассути як системаи сопло/қалб ворид карда мешавад ва ба экструдер барои экструдсияи электродҳо ворид карда мешавад.Коэффисиенти фарогирии 1,70 мм ба даст омад, ки дар он омили фарогирӣ ҳамчун таносуби диаметри электрод ба диаметри ришта муайян карда мешавад.Сипас электродҳои пӯшида дар ҳаво барои 24 соат хушк карда шуданд ва сипас дар печи муфель (модели PH-248-0571/5448) дар ҳарорати 150–250 °C\(-\) барои 2 соат калсий карда шуданд.Барои ҳисоб кардани сілтӣ будани ҷараён аз муодила истифода баред.(1) 26;
Устувории гармии намунаҳои флюси таркибҳои E1 ва E2 бо истифода аз таҳлили термогравиметрӣ (TGA) муайян карда шуд.Намунаи тақрибан 25,33 мг флюс ба TGA барои таҳлил бор карда шуд.Таҷрибаҳо дар муҳити ғайрифаъол гузаронида шуданд, ки тавассути ҷараёни пайвастаи N2 бо суръати 60 мл/дақ ба даст оварда шудааст.Намуна аз 30°С то 1000°С бо суръати гармкунии 10°С/дақ гарм карда шуд.Пас аз усулҳои зикрнамудаи Ванг ва дигарон.27, Сю ва дигарон.28 ва Дагва ва дигарон.29, таҷзияи гармӣ ва талафоти вазни намунаҳо дар ҳарорати муайян аз қитъаҳои TGA арзёбӣ карда шуданд.
Ду лавҳаи 300 x 60 x 6 мм DSS-ро коркард кунед, то ба кафшер омода шавед.V-groove бо холигии решаи 3 мм, сӯрохи решаи 2 мм ва кунҷи чуқури 60 ° тарҳрезӣ шудааст.Пас аз он табақ бо ацетон шуста шуд, то ифлоскунандаҳои эҳтимолиро тоза кунад.Лавҳаҳоро бо истифода аз кафшери камони металлии муҳофизатшаванда (SMAW) бо полярии мусбати электроди ҷараёни мустақим (DCEP) бо истифода аз электродҳои пӯшида (E1 ва E2) ва электроди истинод (C) бо диаметри 3,15 мм кафшер кунед.Коркарди разряди электрикӣ (EDM) (Модели: Excetek-V400) барои коркарди намунаҳои пӯлоди кафшершуда барои санҷиши механикӣ ва тавсифи зангзанӣ истифода мешуд.Љадвали 2 рамзи мисол ва тавсифро нишон медиҳад ва Љадвали 3 параметрњои гуногуни амалиёти кафшерро, ки барои кафшер кардани тахтаи DSS истифода мешаванд, нишон медиҳад.Муодилаи (2) барои ҳисоб кардани даромади гармии мувофиқ истифода мешавад.
Бо истифода аз спектрометри оптикии эмиссияи Bruker Q8 MAGELLAN (OES) бо дарозии мавҷ аз 110 то 800 нм ва нармафзори пойгоҳи SQL, таркиби кимиёвии пайвандҳои кафшери электродҳои E1, E2 ва C, инчунин намунаҳои металлҳои асосӣ муайян карда шуданд.фосилаи байни электрод ва намунаи металли мавриди озмоишро истифода мебарад Энергияи электрро дар шакли шарора тавлид мекунад.Намунаи ҷузъҳо бухор мешавад ва пошида мешавад ва пас аз он барангезиши атомӣ, ки баъдан спектри хати мушаххасро мебарорад31.Барои таҳлили сифатии намуна, найчаи фотомултипликатор мавҷудияти спектри махсус барои ҳар як элемент ва инчунин шиддатнокии спектрро чен мекунад.Сипас муодиларо барои ҳисоб кардани рақами муқовимати муқовимати муқовимат (PREN) истифода баред.(3) Таносуби 32 ва диаграммаи ҳолати WRC 1992 барои ҳисоб кардани эквивалентҳои хром ва никел (Creq ва Nieq) аз муодилаҳо истифода мешаванд.(4) ва (5) мутаносибан 33 ва 34 мебошанд;
Дар хотир доред, ки PREN танҳо таъсири мусбати се унсури асосии Cr, Mo ва N-ро ба назар мегирад, дар ҳоле ки омили нитроген x дар ҳудуди 16-30 аст.Одатан, x аз рӯйхати 16, 20 ё 30 интихоб карда мешавад. Дар тадқиқот оид ба пӯлоди зангногир дуплекс, арзиши фосилавии 20 маъмулан барои ҳисоб кардани арзишҳои PREN35,36 истифода мешавад.
Пайвастҳои кафшершуда, ки бо истифода аз электродҳои гуногун сохта шудаанд, дар мошини универсалии озмоишӣ (Instron 8800 UTM) бо суръати шиддати 0,5 мм/дақ мутобиқи стандарти ASTM E8-21 санҷида шуданд.Қувваи кашиш (UTS), 0,2% қувваи ҳосили буридан (YS) ва дарозӣ мувофиқи ASTM E8-2137 ҳисоб карда шуданд.
Кафшерҳои DSS 2205 пеш аз таҳлили сахтӣ бо истифода аз андозаҳои гуногун (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 ва 1200) бори аввал хок ва сайқал дода шуданд.Намунаҳои кафшершуда бо электродҳои E1, E2 ва C сохта шудаанд. Сахтӣ дар даҳ (10) нуқта аз маркази кафшер то металли асосӣ бо фосилаи 1 мм чен карда мешавад.
Дифрактометри рентгенӣ (D8 Discover, Bruker, Олмон) бо нармафзори Bruker XRD Commander барои ҷамъоварии маълумот ва радиатсияи аз Fe-филтршудаи Cu-K-α бо энергияи 8,04 кВ мувофиқ ба дарозии мавҷи 1,5406 Å ва суръати скании 3 танзим карда шудааст. ° Диапазони скан (2θ) min-1 аз 38 то 103 ° барои таҳлили марҳилавӣ бо электродҳои E1, E2 ва C ва BM дар кафшерҳои DSS мавҷуд аст.Усули такмили Rietveld барои индексатсияи марҳилаҳои таркибӣ бо истифода аз нармафзори MAUD, ки аз ҷониби Lutterotti39 тавсиф шудааст, истифода мешуд.Дар асоси ASTM E1245-03, бо истифода аз нармафзори Image J40 таҳлили миқдории металлографии тасвирҳои микроскопии пайвандҳои кафшери электродҳои E1, E2 ва C гузаронида шуд.Натичахои хисоб кардани хиссаи хачми фазаи феррит-устенитикй, кимати миёна ва инхишофи онхо дар чадвал оварда шудаанд.5. Тавре ки дар конфигуратсияи намуна дар расми нишон дода шудааст.6д, таҳлили микроскопияи оптикӣ (ОМ) дар PM ва пайвандҳои кафшершуда бо электродҳои E1 ва E2 барои омӯзиши морфологияи намунаҳо гузаронида шуд.Намунаҳо бо сангрезаи 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 ва 2000 кремнийи карбиди (SiC) сайқал дода шуданд.Сипас намунаҳо дар маҳлули обии 10% кислотаи оксаликӣ дар ҳарорати хонагӣ дар шиддати 5 В барои 10 сония ба таври электролитӣ канда шуданд ва дар микроскопи оптикии LEICA DM 2500 M барои тавсифи морфологӣ ҷойгир карда шуданд.Пардохти минбаъдаи намуна бо истифода аз коғази 2500 карбиди кремний (SiC) барои таҳлили SEM-BSE анҷом дода шуд.Илова бар ин, пайвастагиҳои кафшершуда бо истифода аз микроскопи электронии сканерии саҳроӣ (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, ИМА), ки бо EMF муҷаҳҳаз шудаанд, барои сохтори микроструктураи ултра баланд тафтиш карда шуданд.Намунаи 20 × 10 × 6 мм бо истифода аз сангпораҳои гуногуни SiC, ки андозаашон аз 120 то 2500 аст, хок карда шуд. Намунаҳо бо роҳи электролитӣ дар 40 г NaOH ва 100 мл оби тозашуда дар шиддати 5 В дар тӯли 15 сония ва сипас хок карда шуданд. ба дорандаи намуна, ки дар камераи SEM ҷойгир аст, барои таҳлили намунаҳо пас аз тоза кардани камера бо нитроген насб карда шудааст.Шуои электроние, ки аз филами волфрами тафсон ба вуҷуд омадааст, дар намуна барои тавлиди тасвирҳо дар андозаҳои гуногун як панҷара эҷод мекунад ва натиҷаҳои EMF бо истифода аз усулҳои Рош ва дигарон ба даст оварда шудаанд.41 ва Мокоби 42.
Усули поляризатсияи электрохимиявии потенциодинамикӣ мувофиқи ASTM G59-9743 ва ASTM G5-1444 барои арзёбии потенсиали таназзули плитаҳои DSS 2205 бо электродҳои E1, E2 ва C дар муҳити 3,5% NaCl кафшер карда шудааст.Санҷишҳои электрохимиявӣ бо истифода аз дастгоҳи компютерии Potentiostat-Galvanostat/ZRA (модели: PC4/750, Gamry Instruments, ИМА) гузаронида шуданд.Озмоиши электрохимиявӣ дар як дастгоҳи озмоишии се электрод гузаронида шуд: DSS 2205 ҳамчун электроди корӣ, электроди тофта каломели (SCE) ҳамчун электроди истинод ва чӯбчаи графитӣ ҳамчун электроди муқобил.Андозаҳо бо истифода аз ҳуҷайраи электрохимиявӣ гузаронида шуданд, ки дар он майдони амали маҳлул майдони электроди корӣ 0,78 см2 буд.Андозаҳо дар байни потенсиалҳои -1,0 В то +1,6 В дар OCP қаблан устуворшуда (нисбат ба OCP) бо суръати скании 1,0 мВ/с анҷом дода шуданд.
Барои арзёбии муқовимати чуқурии кафшерҳои бо электродҳои E1, E2 ва C сохташуда озмоишҳои муҳими ҳарорати гармии электрохимиявӣ дар 3,5% NaCl гузаронида шуданд.ба таври равшан дар бораи потенсиали pitting дар PB (байни минтақаҳои ғайрифаъол ва transpassive), ва намунаҳои кафшер бо E1, E2, Electrodes C. Бинобар ин, андозагирии CPT барои дақиқ муайян кардани потенсиали pitting маводи кафшер анҷом дода мешавад.Озмоиши CPT мувофиқи гузоришҳои кафшери аз пӯлоди зангногир дуплекс45 ва ASTM G150-1846 гузаронида шуд.Аз ҳар як пӯлод, ки кафшер карда мешаванд (S-110A, E1-110A, E2-90A), намунаҳои масоҳати 1 см2, аз ҷумла пойгоҳ, кафшер ва минтақаҳои HAZ бурида шуданд.Намунаҳо бо истифода аз қум ва хокаи гилхокаи 1 мкм мувофиқи расмиёти стандартии тайёр кардани намунаи металлографӣ сайқал дода шуданд.Пас аз сайқал додан, намунаҳо ба таври ултрасадо дар ацетон барои 2 дақиқа тоза карда шуданд.Ба ҳуҷайраи санҷишии CPT маҳлули озмоишии 3,5% NaCl илова карда шуд ва ҳарорати ибтидоӣ бо истифода аз термостат (Neslab RTE-111) ба 25 ° C тасҳеҳ карда шуд.Пас аз расидан ба ҳарорати ибтидоии санҷиш 25 ° C, гази Ar дар тӯли 15 дақиқа дамида шуд, пас намунаҳо дар ҳуҷайра ҷойгир карда шуданд ва OCF барои 15 дақиқа чен карда шуд.Пас аз он, намуна бо истифодаи шиддати 0,3 В дар ҳарорати ибтидоии 25 ° C поляризатсия карда шуд ва ҷараёни ҷараёни 10 дақиқа чен карда шуд45.Ба гарм кардани маҳлул бо суръати аз 1 °C/дақ то 50 °C оғоз кунед.Ҳангоми гарм кардани маҳлули озмоишӣ сенсори ҳарорат барои пайваста назорат кардани ҳарорати маҳлул ва нигоҳ доштани маълумотҳои вақт ва ҳарорат ва потенциостат/галваностат барои чен кардани ҷараён истифода мешавад.Ба сифати электроди муқобил электроди графитӣ истифода шуд ва ҳама потенсиалҳо нисбат ба электроди истинод Ag/AgCl чен карда шуданд.Дар давоми санҷиш тозакунии аргон анҷом дода шуд.
Дар расм.Дар расм 1 таркиби (бо фоизи вазн) ҷузъҳои флюс F1 ва F2, ки барои истеҳсоли электродҳои сілтӣ (E1) ва туршӣ (E2) истифода мешаванд, нишон медиҳад.Индекси асосии флюс барои пешгӯии хосиятҳои механикӣ ва металлургии пайвандҳои кафшершуда истифода мешавад.F1 ҷузъи ҷараёнест, ки барои пӯшонидани электродҳои E1 истифода мешавад, ки онро ҷараёнҳои сілтӣ меноманд, зеро индекси асосии он > 1,2 (яъне 2,40) аст ва F2 ҷараёнест, ки барои пӯшонидани электродҳои E2 истифода мешавад, ки аз сабаби асоснок буданаш ҷараёни кислота номида мешавад. индекс <0,9 (яъне 2,40).0,40).Маълум аст, ки электродхои бо флюсхои асосй пушондашуда дар аксар мавридхо нисбат ба электродхое, ки бо флюсхои турши печонида шудаанд, хосиятхои механикии бехтар доранд.Ин хусусият функсияи бартарии оксиди асосӣ дар системаи таркиби флюс барои электроди E1 мебошад.Баръакс, тозакунии шлак (ҷудошавандагӣ) ва пошидани кам, ки дар буғумҳои бо электродҳои E2 кафшершуда мушоҳида мешавад, хоси электродҳо бо рӯйпӯши кислотаи флюс бо миқдори зиёди рутил мебошанд.Ин мушоҳида бо бозёфтҳои Gill47 мувофиқ аст, ки таъсири таркиби рутил ба ҷудошавандагии шлак ва пошидани ками электродҳои бо ҷараёни кислота пӯшонидашуда ба зуд ях кардани шлак мусоидат мекунад.Каолин дар системаи флюс, ки барои пӯшонидани электродҳои E1 ва E2 истифода мешуд, ҳамчун равғани молиданӣ истифода мешуд ва хокаи тальк қобилияти экструдсияи электродҳоро беҳтар кард.Пайвасткунакҳои силикати калий дар системаҳои флюс ба беҳтар шудани оташи камон ва устувории кор мусоидат мекунанд ва илова бар хосиятҳои илтиёмии худ, ҷудокунии шлакро дар маҳсулоти кафшершуда беҳтар мекунанд.Азбаски CaCO3 як шикастани холис (шлакшикан) дар флюс аст ва ҳангоми кафшер аз сабаби таҷзияи гармӣ ба CaO ва тақрибан 44% CO2 дуди зиёд ба вуҷуд меорад, TiO2 (ҳамчун созандаи соф / шлаксоз) барои кам кардани миқдор кӯмак мекунад. аз дуд хангоми кафшер.кафшер ва ба ин васила беҳтар ҷудошавандаи шлак, тавре ки Ҷинг ва дигарон пешниҳод кардааст.48.Fluorine Flux (CaF2) як ҷараёни кимиёвии хашмгин аст, ки тозагии кафшерро беҳтар мекунад.Ястржебска ва дигарон.49 дар бораи таъсири таркиби фториди ин таркиби флюс ба хосиятҳои тозагии кафшер гузориш додааст.Одатан, ба майдони кафшер флюс илова карда мешавад, то устувории камон беҳтар карда шавад, элементҳои хӯлакунанда, ҷамъ кардани шлак, баланд бардоштани ҳосилнокӣ ва беҳтар кардани сифати ҳавзи кафшер 50.
Каҷҳои TGA-DTG дар расм нишон дода шудаанд.Дар 2а ва 2б талафоти се марҳилаи вазн ҳангоми гармкунӣ дар ҳудуди ҳарорати аз 30-1000°С дар атмосфераи нитрогенӣ нишон дода шудааст.Натиҷаҳо дар расмҳои 2a ва b нишон медиҳанд, ки барои намунаҳои ҷараёнҳои асосӣ ва кислотаӣ, каҷи TGA рост ба поён меафтад, то он даме, ки дар ниҳоят ба меҳвари ҳарорат параллел гардад, мутаносибан тақрибан 866,49°C ва 849,10°С.Камшавии вазн ба андозаи 1,30% ва 0,81% дар ибтидои каҷҳои TGA дар расми 2а ва 2б аз ҳисоби рутубате, ки ҷузъҳои флюсро ҷабб мекунанд, инчунин бухоршавӣ ва хушкшавии намии рӯизаминӣ мебошад.Декомпозитсияҳои асосии намунаҳои ҷараёни асосӣ дар марҳилаҳои дуюм ва сеюм дар расми 2.2а дар диапазони харорати 619,45°С—766,36°С ва 766,36°С—866,49°С ба амал омада, фоизи талафи вазни онхо 2,84 ва 9,48 фоизро ташкил дод., мутаносибан.Дар ҳоле ки барои намунаҳои ҷараёни туршии дар расми 7б, ки дар ҳудуди ҳарорати аз 665,23°C–745,37°C ва 745,37°C–849,10°С буданд, фоизи талафоти вазни онҳо мутаносибан 0,81 ва 6,73% буд, ки ин ба таҷзияи гармӣ.Азбаски ҷузъҳои флюс ғайриорганикӣ мебошанд, идоранашавандаҳо бо омехтаи флюс маҳдуданд.Аз ин рӯ, коҳиш ва оксидшавӣ даҳшатнок аст.Ин ба натиҷаҳои Балогун ва дигарон.51, Камли ва дигарон.52 ва Аделеке ва дигарон.53 мувофиқат мекунад.Маблағи талафоти оммавии намунаи флюс, ки дар расм мушоҳида шудааст.2a ва 2b мутаносибан 13,26% ва 8,43% аст.Камтар талафоти оммавии намунаҳои флюс дар расм.2b аз нуқтаи баланди обшавии TiO2 ва SiO2 (мутаносибан 1843 ва 1710°C) ҳамчун оксидҳои асосӣ, ки омехтаи ҷараёнро ташкил медиҳанд54,55, дар ҳоле ки TiO2 ва SiO2 нуқтаҳои обшавии камтар доранд.Нуқтаи обшавӣ Оксиди аввалия: CaCO3 (825 °C) дар намунаи флюс дар расм.2а56.Ин тағирот дар нуқтаи обшавии оксидҳои аввалия дар омехтаҳои флюс аз ҷониби Shi et al.54, Ringdalen et al.55 ва Du et al.56 хуб гузориш дода шудааст.Бо мушоҳидаи талафоти муттасили вазн дар расми 2a ва 2b, метавон ба хулосае омад, ки намунаҳои флюс, ки дар қабатҳои электродҳои E1 ва E2 истифода мешаванд, тавре ки аз ҷониби Браун пешниҳод шудааст57 аз як марҳила таҷзия мешаванд.Диапазони ҳарорати равандро аз каҷҳои ҳосилшуда (вазни%) дар расм дидан мумкин аст.2а ва б.Азбаски хати каҷи TGA ҳарорати мушаххасеро, ки дар он системаи флюс тағирёбии фаза ва кристаллизатсия мешавад, дақиқ тавсиф карда наметавонад, ҳосилаи TGA барои муайян кардани арзиши дақиқи ҳарорати ҳар як падида (тағйирёбии фаза) ҳамчун қуллаи эндотермикӣ барои омода кардани системаи флюс истифода мешавад.
Каҷҳои TGA-DTG, ки таҷзияи гармии (а) ҷараёни сілтӣ барои қабати электроди E1 ва (б) ҷараёни кислотаро барои рӯйпӯш кардани электроди E2 нишон медиҳанд.
Љадвали 4 натиљањои тањлили спектрофотометрї ва тањлили SEM-EDS-и металлњои асосии DSS 2205 ва кафшерњои бо истифода аз электродњои E1, E2 ва C сохташударо нишон медињад.Е1 ва Е2 нишон доданд, ки таркиби хром (Cr) якбора то 18,94 ва 17,04 фоиз кам шуда, молибден (Мо) мутаносибан 0,06 ва 0,08 фоизро ташкил дод.арзишҳои кафшер бо электродҳои E1 ва E2 камтаранд.Ин каме бо арзиши ҳисобшудаи PREN барои марҳилаи ферритикӣ-устенитӣ аз таҳлили SEM-EDS мувофиқ аст.Аз ин рӯ, дидан мумкин аст, ки чуқурӣ дар марҳила бо арзишҳои пасти PREN оғоз меёбад (кафшер аз E1 ва E2), ки асосан дар ҷадвали 4 тавсиф шудааст. Ин нишон медиҳад, ки камшавӣ ва боришоти эҳтимолии хӯла дар кафшер аст.Минбаъд, кам шудани таркиби элементҳои хӯлаи Cr ва Mo дар кафшерҳои бо истифода аз электродҳои E1 ва E2 истеҳсолшуда ва арзишҳои эквивалентии пасти онҳо (PREN) дар ҷадвали 4 нишон дода шудаанд, ки барои нигоҳ доштани муқовимат дар муҳити хашмгин, махсусан мушкилот эҷод мекунад. дар муҳити хлорид.-муҳити зист.Миқдори нисбатан баланди никел (Ni) 11,14% ва маҳдудияти иҷозатдодашудаи таркиби марганец дар пайвандҳои кафшери электродҳои E1 ва E2 метавонад ба хосиятҳои механикии кафшерҳои дар шароити симулятсияи оби баҳр истифодашаванда таъсири мусбӣ дошта бошад (расми 3). ).бо истифода аз кори Юан ва Oy58 ва Jing et al.48 оид ба таъсири таркибҳои никел ва марганец баланд оид ба беҳтар намудани хосиятҳои механикии сохторҳои кафшери DSS дар шароити вазнини корӣ дод.
Натиҷаҳои санҷиши кашиш барои (a) UTS ва 0,2% саг YS ва (б) дарозии яксон ва пурра ва инҳирофҳои стандартии онҳо.
Хусусиятҳои мустаҳкамии маводи асосӣ (BM) ва пайвандҳои кафшершуда аз электродҳои таҳияшуда (E1 ва E2) ва электроди дар тиҷорат дастрас (C) дар ду ҷараёни кафшери 90 A ва 110 A арзёбӣ карда шуданд. 3(a) ва (б) нишон додани UTS, YS бо 0,2% ҷуброн, дар якҷоягӣ бо дарозшави ва инҳироф стандартии онҳо.Натиҷаҳои ҷуброни UTS ва YS 0,2%, ки аз расми расм гирифта шудаанд.3a арзишҳои оптималии намунаи рақамро нишон медиҳанд.1 (BM), № намуна.3 (кафшери E1), № намуна.5 (кафшер E2) ва намунаи №.6 (кафшер бо C) мутаносибан 878 ва 616 МПа, 732 ва 497 МПа , 687 ва 461 МПа ва 769 ва 549 ​​МПа ва инҳирофҳои стандартии мувофиқи онҳо мебошанд.Аз анҷир.110 A) намунаҳое мебошанд, ки мутаносибан рақамҳои 1, 2, 3, 6 ва 7 доранд, дорои хосиятҳои ҳадди ақали тавсияшавандаи кашиш аз зиёда аз 450 МПа дар озмоиши кашиш ва 620 МПа дар озмоиши кашиш, ки аз ҷониби Grocki32 пешниҳод шудааст.Дарозии намунаҳои кафшер бо электродҳои E1, E2 ва C, ки бо намунаҳои № 2, № 3, № 4, № 5, № 6 ва № 7 ифода карда шудаанд, дар ҷараёни кафшери 90 А ва 110 А, мутаносибан пластикӣ ва ростқавлиро инъикос мекунад.Муносибат ба металлҳои асосӣ.Дарозии поёнтар бо камбудиҳои эҳтимолии кафшер ё таркиби флюси электрод шарҳ дода шуд (расми 3б).Ба хулосае омадан мумкин аст, ки аз пӯлоди зангногир дуплекси БМ ва пайвандҳои кафшершуда бо электродҳои E1, E2 ва C дар маҷмӯъ аз ҳисоби никелҳои нисбатан баланди онҳо хосиятҳои кашишро хеле баландтар доранд (Ҷадвали 4), аммо ин хосият дар пайвандҳои кафшершуда мушоҳида шудааст.Аз таркиби кислотаи флюс камтар самарабахш E2 гирифта мешавад.Gunn59 таъсири хӯлаҳои никелро ба беҳтар кардани хосиятҳои механикии пайвандҳои кафшершуда ва назорати мувозинати фазавӣ ва тақсимоти элементҳо нишон дод.Ин бори дигар далели онро тасдиқ мекунад, ки электродҳои аз таркибҳои асосии флюс сохташуда нисбат ба электродҳои аз омехтаҳои ҷараёнҳои туршӣ сохташуда хосиятҳои беҳтари механикӣ доранд, чунон ки Банг ва дигарон 60 пешниҳод кардааст.Ба хамин тарик, ба донишхои мавчуда дар бораи хосиятхои пайванди кафшершудаи электроди нави пушонидашуда (Е1) дорои хосиятхои хуби кашанда сахми калон гузошта шуд.
Дар расм.Дар расмҳои 4а ва 4б хусусиятҳои микросахтии Vickers намунаҳои таҷрибавии пайвандҳои кафшери электродҳои E1, E2 ва C нишон дода шудаанд.4b натиҷаҳои сахтгирии дар ҳар ду тарафи намуна ба даст овардашударо нишон медиҳад.Қиматҳои сахтӣ ҳангоми кафшери намунаҳои № 2, 3, 4 ва 5, ки пайвандҳои кафшершуда бо электродҳои E1 ва E2 мебошанд, метавонанд аз сохтори донаҳои дағал ҳангоми сахтшавӣ дар давраҳои кафшер вобаста бошанд.Баландшавии шадиди дуруштӣ ҳам дар ХАЗ-и ноҳамвор ва ҳам дар ХАЗ-и майдаи ҳамаи намунаҳои № 2-7 (ниг. кодҳои намуна дар ҷадвали 2) мушоҳида шуд, ки онро метавон бо тағирёбии эҳтимолии микроструктураи кафшер дар натиҷаи намунаҳои кафшери хромӣ аз партовҳои бой (Cr23C6) мебошанд.Дар муқоиса бо дигар намунаҳои кафшери 2, 3, 4 ва 5, арзишҳои сахтии пайвандҳои кафшери намунаҳои № 6 ва 7 дар расм.4a ва 4b дар боло (Ҷадвали 2).Ба гуфтаи Муҳаммад ва дигарон61 ва Новаки ва Лукоҷе62, ин метавонад ба арзиши баланди феррит δ ва фишорҳои боқимонда дар кафшер, инчунин кам шудани элементҳои хӯлакунанда ба монанди Mo ва Cr дар кафшер бошад.Қиматҳои сахтии ҳама намунаҳои таҷрибавӣ дар соҳаи BM мувофиқ ба назар мерасанд.Тамоюли натиҷаҳои таҳлили сахтии намунаҳои кафшершуда ба хулосаҳои тадқиқотчиёни дигар мувофиқат мекунад61,63,64.
Қиматҳои сахтии пайвандҳои кафшершудаи намунаҳои DSS (а) қисмати нисфи намунаҳои кафшершуда ва (б) қисмати пурраи пайвандҳои кафшершуда.
Фазаҳои мухталифе, ки дар DSS 2205 кафшершуда бо электродҳои E1, E2 ва C мавҷуданд, ба даст оварда шуданд ва спектрҳои XRD барои кунҷи дифраксионии 2 \ (\ тета \) дар расми 5 нишон дода шудаанд. Қуллаҳои аустенит (\(\гамма)) ) ва фазаҳои феррит (\(\алфа\)) дар кунҷҳои дифраксионии 43° ва 44° муайян карда шуданд ва ба таври қатъӣ тасдиқ карданд, ки таркиби кафшер аз пӯлоди зангногир 65 дуфазаӣ мебошад.ки DSS BM танҳо фазаҳои аустенитикӣ (\(\гамма\)) ва ферритикиро (\(\алфа\)) нишон медиҳад, ки натиҷаҳои микроструктураи дар расмҳои 1 ва 2 овардашударо тасдиқ мекунанд. 6c, 7c ва 9c.Марҳилаи ферритӣ (\(\алфа\)), ки бо DSS BM мушоҳида мешавад ва қуллаи баланд дар кафшер ба электроди С муқовимат ба зангзании он аст, зеро ин фаза баланд бардоштани муқовимат ба зангзании пӯлод аст, чунон ки Дэвисон ва Редмонд66 доранд. Гуфта мешавад, мавҷудияти унсурҳои устуворкунандаи феррит, ба монанди Cr ва Mo, филми ғайрифаъоли маводро дар муҳити дорои хлорид ба таври муассир мӯътадил мекунад.Дар ҷадвали 5 марҳилаи феррит-устенитӣ аз рӯи металлографияи миқдорӣ нишон дода шудааст.Таносуби ҳиссаи ҳиссаи фазаи феррит-устенитӣ дар пайвандҳои кафшершудаи электроди С тақрибан ба даст меояд (≈1:1).Таркиби марҳилаи пасти феррити (\(\алфа\)) кафшер бо истифода аз электродҳои E1 ва E2 дар натиҷаҳои фраксияи ҳаҷм (Ҷадвали 5) ҳассосияти эҳтимолиро ба муҳити зангзананда нишон медиҳад, ки онро таҳлили электрохимиявӣ тасдиқ кардааст.тасдиќ шудааст (расми 10а,б)), зеро фазаи феррит ќувваи баланд ва њифзи крекинги зангзании стрессро, ки аз хлорид ба амал меояд, таъмин менамояд.Инро инчунин арзишҳои пасти сахтии дар кафшери электродҳои E1 ва E2 дар расми 1 мушоҳидашуда тасдиқ мекунанд.4а,б, ки аз сабаби кам будани феррит дар сохтори пӯлод ба вуҷуд омадааст (Ҷадвали 5).Мавҷудияти фазаҳои мутавозини аустенитикӣ (\(\гамма\)) ва ферритикӣ (\(\алфа\)) дар пайвандҳои кафшершуда бо истифода аз электродҳои E2 осебпазирии воқеии пӯлодро ба ҳамлаи зангзании яксон нишон медиҳад.Баръакс, спектрҳои XPA-и пӯлодҳои дуфазавии пайвандҳои кафшершуда бо электродҳои E1 ва C, дар баробари натиҷаҳои БМ, одатан мавҷудияти элементҳои устуворкунандаи аустенитӣ ва ферритикиро нишон медиҳанд, ки маводро дар сохтмон ва саноати нефту химия муфид мегардонад. , зеро Хименес ва дигарон баҳс карданд.65;Дэвидсон ва Редмонд66;Шамант ва дигарон67.
Микрографҳои оптикии пайвандҳои кафшери электродҳои E1 бо геометрияҳои гуногуни кафшер: (а) ҲАЗ хати синтезро нишон медиҳад, (б) ҲАЗ хати синтезро бо афзоиши баландтар нишон медиҳад, (в) BM барои марҳилаи ферритикӣ-устенитӣ, (г) геометрияи кафшер , (д) ​​Минтақаи гузариши наздикро нишон медиҳад, (f) ҲАЗ марҳилаи ферритӣ-устенитиро бо афзоиши баландтар нишон медиҳад, (г) Минтақаи кафшер марҳилаи ферритӣ-устенитӣ Фазаи кашишро нишон медиҳад.
Микрографҳои оптикии кафшерҳои электроди E2 дар геометрияҳои гуногуни кафшер: (a) HAZ хати синтезро нишон медиҳад, (б) HAZ хати синтезро бо афзоиши баландтар нишон медиҳад, (в) BM барои марҳилаи массаи ферритикӣ-устенитӣ, (г) геометрияи кафшер, (д) ) минтақаи гузаришро дар наздикӣ нишон медиҳад, (е) ҲАЗ фазаи ферритӣ-устенитикиро бо афзоиши баландтар нишон медиҳад, (г) минтақаи кафшер, ки марҳилаи ферритӣ-устенитикиро нишон медиҳад.
Расмхои 6а—в ва масалан, сохтори металлографии пайвандхои DSS-ро, ки бо ёрии электроди E1 дар геометрияхои гуногуни кафшер кафшер карда мешаванд, нишон медиханд (Расми 6г), ки дар он чое, ки микрографхои оптики дар андозахои гуногун гирифта шудаанд, нишон медиханд.Дар расм.6а, б, ф — минтакахои гузариши пайвандхои кафшершуда, ки сохтори мувозинати фазавии феррит-устенитро нишон медиханд.Рақамҳои 7a-c ва масалан, инчунин ОМ-и пайванди DSS-ро бо истифода аз электроди E2 дар геометрияҳои гуногуни кафшер кафшер мекунанд (Расми 7d), ки нуқтаҳои таҳлили ОМ-ро дар калоншавии гуногун нишон медиҳанд.Дар расм.7a,b,f минтақаи гузариши пайванди кафшершударо дар мувозинати ферритӣ-устенитӣ нишон медиҳад.OM дар минтақаи кафшер (WZ) дар расм нишон дода шудааст.1 ва расм.2. Кафшер барои электродҳои E1 ва E2 мутаносибан 6g ва 7g.ОМ оид ба БМ дар расмҳои 1 ва 2 нишон дода шудааст. Дар расм.Дар расмҳои 6c, e ва 7c, e ҳолати пайвандҳои кафшершуда бо электродҳои E1 ва E2 мутаносибан нишон дода шудаанд.Майдони рӯшноӣ марҳилаи аустенит ва майдони сиёҳи торик фазаи феррит мебошад.Мувозинати фазавӣ дар минтақаи аз гармӣ осебдида (HAZ) дар наздикии хати синтез ташаккули боришотҳои Cr2N-ро нишон дод, тавре ки дар микрографҳои SEM-BSE дар расм нишон дода шудааст.8a,b ва дар расм тасдиқ карда шудааст.9а, б.Мавҷудияти Cr2N дар марҳилаи ферритии намунаҳо дар расм мушоҳида мешавад.8а, б ва бо таҳлили нуқтаи SEM-EMF ва диаграммаҳои хатти EMF қисмҳои кафшершуда тасдиқ карда шудааст (расми 9а-б), аз сабаби ҳарорати гармии кафшер аст.Муомилот воридшавии хром ва нитрогенро метезонад, зеро ҳарорати баланд дар кафшер коэффисиенти диффузияи нитрогенро зиёд мекунад.Ин натиҷаҳо таҳқиқоти Рамирес ва дигарон 68 ва Хереню ва дигарон 69-ро дастгирӣ мекунанд, ки нишон медиҳанд, ки новобаста аз таркиби нитроген, Cr2N одатан дар донаҳои ферритҳо, сарҳадҳои донаҳо ва сарҳадҳои α/\(\гамма\) ҷойгир карда мешавад. муҳаққиқони дигар.70,71.
(а) таҳлили нуқтаии SEM-EMF (1, 2 ва 3) пайванди кафшершуда бо E2;
Морфологияи рӯизаминии намунаҳои намояндагӣ ва EMF-ҳои мувофиқи онҳо дар расм нишон дода шудаанд.10а—ч.Дар расм.Дар расмҳои 10a ва 10b микрографҳои SEM ва спектрҳои EMF-и пайвандҳои кафшершуда бо истифода аз электродҳои E1 ва E2 дар минтақаи кафшер мутаносибан нишон дода шудаанд ва дар расм.10c микрографҳои SEM ва спектрҳои EMF-и ОМ-ро, ки фазаҳои аустенит (\(\гамма\)) ва феррит (\(\альфа\)) бе ягон боришот нишон медиҳанд.Чи тавре ки дар спектри EDS дар расми 10а нишон дода шудааст, фоизи Cr (21,69 ват.%) ва Мо (2,65 ват.%) нисбат ба 6,25 ват.% Ni хисси мувозинати дахлдори фазаи феррит-устенитро медихад.Микроструктура бо камшавии баланди таркиби хром (15,97 вас.%) ва молибден (1,06 вас.%) дар муқоиса бо миқдори зиёди никел (10,08 ват.%) дар микроструктураи пайванди кафшери электроди Е2, ки дар анҷир.1. Муқоиса кунед.Спектри EMF 10b.Шакли акикулӣ бо сохтори аустенитикии майдатаре, ки дар WZ дар расм нишон дода шудааст.10b камшавии эҳтимолии унсурҳои ферритизатсия (Cr ва Mo) дар кафшер ва боришоти нитриди хром (Cr2N) - марҳилаи аустенитро тасдиқ мекунад.Тақсимоти зарраҳои боришот дар ҳудуди фазаҳои аустенитӣ (\(\гамма\)) ва ферритӣ (\(\алфа\)) пайвандҳои кафшери DSS ин изҳоротро тасдиқ мекунанд72,73,74.Ин инчунин ба кори сусти зангзании он оварда мерасонад, зеро Cr унсури асосии ташаккули филми ғайрифаъол ҳисобида мешавад, ки муқовимат ба зангзании маҳаллии пӯлодро беҳтар мекунад59,75 тавре ки дар расми 10б нишон дода шудааст.Мумкин аст, ки БМ дар микрографи SEM дар расми 10c тозакунии қавии ғалларо нишон медиҳад, зеро натиҷаҳои спектри EDS он Cr (23,32 ват%), Mo (3,33 ват%) ва Ni (6,32 ват) нишон медиҳанд.%) хосиятхои хуби химиявй доранд.%) ҳамчун унсури муҳими хӯлакунанда барои тафтиши микроструктураи мувозинати марҳилаи феррит-устенитикии сохтори DSS76.Натиҷаҳои таҳлили спектроскопии таркибии EMF-и пайвандҳои кафшершудаи электроди E1 истифодаи онро дар сохтмон ва муҳити каме хашмгинро асоснок мекунанд, зеро шаклдиҳандагони аустенит ва стабилизаторҳои феррит дар микроструктура ба стандарти DSS AISI 220541.72 барои пайвандҳои кафшершуда, 77 мувофиқат мекунанд.
Микрографҳои SEM-и пайвандҳои кафшершуда, ки дар он (а) электроди E1-и минтақаи кафшер спектри EMF дорад, (б) электроди E2-и минтақаи кафшер спектри EMF дорад, (в) ОМ спектри EMF дорад.
Дар амал мушоҳида шудааст, ки кафшерҳои DSS дар ҳолати комилан ферритикӣ (режими F) мустаҳкам мешаванд ва ядроҳои аустенитӣ дар зери ҳарорати ҳалкунандаи ферритикӣ, ки асосан аз таносуби эквиваленти хром ба никел (Creq/Nieq) вобаста аст (> 1,95 ҳолати F)-ро ташкил медиҳад) Баъзе тадқиқотчиён ин таъсири пӯлодро аз сабаби қобилияти паҳншавии қавӣ Cr ва Mo ҳамчун унсурҳои ферритсоз дар марҳилаи феррит мушоҳида кардаанд8078,79.Маълум аст, ки DSS 2205 BM миқдори зиёди Cr ва Mo дорад (нишон додани Creq баландтар), аммо нисбат ба кафшер бо электродҳои E1, E2 ва C миқдори Ni камтар дорад, ки ба таносуби баландтари Creq/Nieq мусоидат мекунад.Ин дар тадқиқоти ҷорӣ низ аён аст, тавре ки дар ҷадвали 4 нишон дода шудааст, ки дар он таносуби Creq/Nieq барои DSS 2205 BM аз 1,95 боло муайян шудааст.Мумкин аст, ки кафшер бо электродҳои E1, E2 ва C дар ҳолати аустенитӣ-ферритӣ (режими AF), режими аустенитӣ (режими А) ва режими ферритикӣ-устенитӣ аз ҳисоби миқдори зиёди режими масса (режими FA) сахт мешаванд. .), чи тавре ки дар чадвали 4 нишон дода шудааст, мазмуни Ni, Cr ва Mo дар кафшер камтар аст, ки ин нишон медихад, ки таносуби Creq/Nieq нисбат ба BM пасттар аст.Феррити ибтидоӣ дар кафшери электроди E2 морфологияи феррити вермиклярӣ дошт ва таносуби муайяншудаи Creq/Nieq 1,20 буд, ки дар ҷадвали 4 тавсиф шудааст.
Дар расм.Тасвири 11а Потенсиали кушод (OCP) нисбат ба вақт барои сохтори пӯлоди AISI DSS 2205 дар маҳлули 3,5% NaCl нишон медиҳад.Мумкин аст, ки хати каҷи ORP ба потенсиали мусбӣ мегузарад, ки дар рӯи намунаи металлӣ пайдо шудани плёнкаи ғайрифаъолро нишон медиҳад, коҳиши потенсиал аз зангзании умумӣ ва потенсиали тақрибан доимӣ бо мурури замон аз ташаккули филми ғайрифаъол бо мурури замон., Сатҳи намуна устувор аст ва дорои часпанда 77 аст. Дар хатҳои каҷ субстратҳои таҷрибавиро дар шароити мӯътадил барои ҳама намунаҳо дар электролити дорои маҳлули 3,5% NaCl, ба истиснои намунаи 7 (пайванди кафшер бо C-электроди), тасвир мекунанд. ки ноустувории камро нишон медихад.Ин ноустувориро бо мавҷудияти ионҳои хлориди (Cl-) дар маҳлул муқоиса кардан мумкин аст, ки метавонад реаксияи зангзаниро хеле суръат бахшад ва ба ин васила дараҷаи зангзаниро зиёд кунад.Мушоҳидаҳо ҳангоми сканкунии OCP бидуни потенсиали татбиқшуда нишон доданд, ки Cl дар реаксия метавонад ба муқовимат ва устувории термодинамикии намунаҳо дар муҳити хашмгин таъсир расонад.Ма ва дигарон.81 ва Лото ва дигарон.5 даъворо тасдиқ кард, ки Cl- дар тезонидани таназзули филмҳои ғайрифаъол дар субстратҳо нақш мебозад ва ба ин васила ба фарсудашавии минбаъда мусоидат мекунад.
Таҳлили электрохимиявии намунаҳои омӯхташуда: (а) эволютсияи RSD вобаста ба вақт ва (б) поляризатсияи потенциодинамикии намунаҳо дар маҳлули 3,5% NaCl.
Дар расм.Дар расми 11б тахлили мукоисавии хатхои поляризатсияи потенциодинамикии (PPC) пайвандхои кафшершудаи электродхои Е1, Е2 ва С дар зери таъсири махлули 3,5% NaCl оварда шудааст.Намунаҳои кафшери BM дар PPC ва маҳлули 3,5% NaCl рафтори ғайрифаъол нишон доданд.Дар ҷадвали 5 параметрҳои таҳлили электрохимиявии намунаҳои аз хатҳои PPC гирифташуда, ба монанди Ecorr (потенсиали зангзанӣ) ва Epit (потенсиали зангзании чуқурӣ) ва инҳирофҳои алоқаманди онҳо нишон дода шудаанд.Дар муқоиса бо дигар намунаҳои № 2 ва № 5, ки бо электродҳои E1 ва E2 кафшер карда шудаанд, намунаҳои № 1 ва 7 (БМ ва пайвандҳои кафшершуда бо электроди С) потенсиали баланди зангзании чуқуриро дар маҳлули NaCl нишон доданд (расми 11б). ).Хусусиятҳои пассивкунии аввалӣ нисбат ба охирин аз ҳисоби мувозинати таркиби микроструктураи пӯлод (фазаҳои аустенитӣ ва ферритӣ) ва консентратсияи элементҳои хӯлакунанда вобастаанд.Аз сабаби мавҷудияти фазаҳои феррит ва аустенитӣ дар микроструктура, Ресендеа ва дигарон.82 рафтори пассивии DSS-ро дар ВАО-и хашмгин дастгирӣ карданд.Фаъолияти пасти намунаҳое, ки бо электродҳои E1 ва E2 кафшер карда шудаанд, метавонанд бо кам шудани элементҳои асосии хӯлакунанда, ба монанди Cr ва Mo, дар минтақаи кафшер (WZ) алоқаманд бошанд, зеро онҳо марҳилаи ферритро (Cr ва Mo) устувор мекунанд, ҳамчун пассиваторҳо Хӯлаҳо дар марҳилаи аустенитии пӯлодҳои оксидшуда.Таъсири ин элементҳо ба муқовимати чуқурӣ дар фазаи аустенитӣ нисбат ба фазаи ферритӣ бештар аст.Аз ин сабаб, фазаи ферритӣ нисбат ба фазаи аустенитӣ, ки бо минтақаи якуми пассиватсияи хатти поляризатсия алоқаманд аст, тезтар пассиватсия мегузарад.Ин унсурҳо ба муқовимати чуқурии DSS аз сабаби муқовимати баландтари сӯхтаҳо дар марҳилаи аустенитӣ дар муқоиса бо марҳилаи ферритӣ таъсири назаррас доранд.Аз ин рӯ, пассившавии босуръати фазаи феррит нисбат ба фазаи аустенит 81% зиёдтар аст.Ҳарчанд маҳлули Cl- дар қобилияти пассивкунии плёнкаи пӯлод таъсири манфии сахт дорад83.Дар натиҷа, устувории плёнкаи пассивкунандаи намуна хеле коҳиш меёбад84.Аз ҷадвал.6 инчунин нишон медиҳад, ки потенсиали зангзании (Ecorr) пайвандҳои кафшершуда бо электроди E1 дар маҳлул нисбат ба пайвандҳои кафшершуда бо электроди E2 то андозае устувортар аст.Инро инчунин арзишҳои пасти сахтии кафшерҳо бо истифода аз электродҳои E1 ва E2 дар расм тасдиқ мекунанд.4а,б, ки аз сабаби кам будани феррит (чадвали 5) ва кам будани хром ва молибден (чадвали 4) дар конструк-цияи пулодии аз.Ба хулосае омадан мумкин аст, ки муқовимати зангзании пӯлодҳо дар муҳити тақлидшудаи баҳрӣ бо коҳиши ҷараёни кафшер афзоиш меёбад ва бо миқдори ками Cr ва Mo ва миқдори ками феррит коҳиш меёбад.Ин изҳорот бо таҳқиқоти Салим ва дигарон 85 оид ба таъсири параметрҳои кафшер ба монанди ҷараёни кафшер ба якпорчагии зангзании пӯлодҳои кафшершуда мувофиқ аст.Вақте ки хлорид тавассути воситаҳои гуногун ба пӯлод ворид мешавад, аз қабили абсорбсия ва диффузияи капиллярҳо, чоҳҳо (коррозияи чоҳ) шакл ва умқи нобаробар ба вуҷуд меоянд.Механизм дар маҳлулҳои баландтари рН ба таври назаррас фарқ мекунад, ки дар он гурӯҳҳои атроф (OH-) ба сатҳи пӯлод ҷалб карда шуда, плёнкаи ғайрифаъолро мӯътадил мегардонанд ва муҳофизати иловагиро ба сатҳи пӯлод таъмин мекунанд25,86.Беҳтарин муқовимат ба зангзании намунаҳои № 1 ва № 7 асосан ба он вобаста аст, ки дар сохтори пӯлод миқдори зиёди δ-феррит (Ҷадвали 5) ва миқдори зиёди Cr ва Mo (Ҷадвали 4), зеро сатҳи зангзании чуқурӣ асосан дар пӯлоди бо усули DSS кафшершуда дар сохтори австенитӣ-фазавии қисмҳо мавҷуд аст.Ҳамин тариқ, таркиби химиявии хӯла дар иҷрои зангзании пайванди кафшершуда нақши ҳалкунанда дорад87,88.Илова бар ин, мушоҳида карда шуд, ки намунаҳое, ки бо истифода аз электродҳои E1 ва C дар ин таҳқиқот кафшер карда шудаанд, нисбат ба онҳое, ки бо истифода аз электроди E2 аз хатҳои OCP кафшер карда шудаанд, арзишҳои камтари Ecorr-ро аз каҷҳои PPC нишон доданд (Ҷадвали 5).Аз ин рӯ, минтақаи анод аз потенсиали камтар оғоз мешавад.Ин тағирот асосан аз ҳисоби қисман устувор шудани қабати пассиватсия, ки дар сатҳи намуна ташаккул ёфтааст ва поляризатсияи катодӣ, ки то ба даст овардани мӯътадилсозии пурраи OCP89 ба амал меояд, вобаста аст.Дар расм.12a ва б тасвирҳои профили оптикии 3D-ро нишон медиҳанд, ки намунаҳои таҷрибавӣ зангзадашуда дар шароити гуногуни кафшер.Дидан мумкин аст, ки андозаи зангзании чуқурии намунаҳо бо потенсиали зангзании поёнии кӯзаҳо, ки тавассути ҷараёни баланди кафшери 110 А ба вуҷуд омадааст (расми 12б), ки бо андозаи зангзании чуқурӣ барои кафшер бо таносуби ҷараёни кафшери камтар ба даст омадааст, афзоиш меёбад. 90 А (расми 12а).Ин иддаои Муҳаммади 90-ро тасдиқ мекунад, ки дар рӯи намуна бандҳои лағжиш ба вуҷуд омадаанд, то филми пассиватсияи рӯизаминиро тавассути фош кардани субстрат ба маҳлули 3,5% NaCl ба вуҷуд оранд, то хлорид ба ҳамла оғоз кунад ва боиси об шудани мавод шавад.
Таҳлили SEM-EDS дар ҷадвали 4 нишон медиҳад, ки арзишҳои PREN дар ҳар як марҳилаи аустенитӣ нисбат ба феррит дар ҳама кафшерҳо ва BM баландтаранд.Оғози чоҳ дар интерфейси феррит/аустенит нобудшавии қабати ғайрифаъоли моддиро аз сабаби якхела ва ҷудошавии элементҳо дар ин минтақаҳо суръат мебахшад91.Баръакси марҳилаи аустенитӣ, ки дар он арзиши эквиваленти муқовимати чуқурӣ (PRE) баландтар аст, оғози чирк дар марҳилаи ферритӣ аз ҳисоби арзиши пасти PRE аст (Ҷадвали 4).Чунин ба назар мерасад, ки марҳилаи аустенит миқдори зиёди стабилизатори аустенитро (ҳалшавандагии нитроген) дар бар мегирад, ки консентратсияи баландтари ин элементро таъмин мекунад ва аз ин рӯ муқовимати баландро ба чуқуриҳо таъмин мекунад92.
Дар расм.Дар расми 13 каҷҳои муҳими ҳарорати чуқурӣ барои кафшерҳои E1, E2 ва C нишон дода шудааст.Бо дарназардошти он, ки зичии ҷорӣ бо сабаби чуқурӣ дар вақти санҷиши ASTM то 100 мА/см2 афзоиш ёфтааст, маълум аст, ки кафшери @110A бо E1 ҳарорати ҳадди аққали критикии 27,5 ° C ва пас аз кафшери E2 @ 90A CPT 40-ро нишон медиҳад. °C, ва дар ҳолати C@110A баландтарин CPT 41 °C аст.Натиҷаҳои мушоҳидашуда бо натиҷаҳои мушоҳидашудаи санҷишҳои поляризатсия мувофиқати хуб доранд.
Хусусиятҳои механикӣ ва рафтори зангзании кафшерҳои дуплексии аз пӯлоди зангногир бо истифода аз электродҳои нави E1 ва E2 тафтиш карда шуданд.Электроди сілтӣ (E1) ва электроди туршӣ (E2), ки дар раванди SMAW истифода мешаванд, бо композицияи флюс бо таносуби умумии фарогирии 1,7 мм ва индекси ишқории 2,40 ва 0,40 бомуваффақият фаро гирифта шуданд.Устувории гармии флюсҳое, ки бо истифода аз TGA дар муҳити ғайрифаъол омода карда шудаанд, арзёбӣ карда шуданд.Мавҷудияти миқдори зиёди TiO2 (%) дар матритсаи флюс тозакунии шлакҳои кафшерро барои электродҳои бо ҷараёни кислотаи (E2) пӯшонидашуда нисбат ба электродҳои бо флюси асосӣ (E1) пӯшонидашуда беҳтар кард.Гарчанде ки ду электродҳои пӯшида (E1 ва E2) қобилияти оғози камон доранд.Шароити кафшер, махсусан вуруди гармӣ, ҷараёни кафшер ва суръат, дар ноил шудан ба тавозуни фазаи аустенит/феррити кафшерҳои DSS 2205 ва хосиятҳои хуби механикии кафшер нақши муҳим мебозанд.Пайвастҳои бо электроди E1 кафшершуда хосиятҳои аълои кашишро нишон доданд (тарош 0,2% YS = 497 МПа ва UTS = 732 МПа), тасдиқ мекунад, ки электродҳои флюспӯшшудаи асосӣ дар муқоиса бо электродҳои флюси кислотаӣ дорои индекси баланди асоснокӣ мебошанд.Электродҳо хосиятҳои беҳтари механикиро бо ишқории паст нишон медиҳанд.Равшан аст, ки дар пайвандҳои кафшершудаи электродҳо бо рӯйпӯши нав (E1 ва E2) мувозинати фазаи феррит-устенитӣ вуҷуд надорад, ки бо истифода аз таҳлили OES ва SEM-EDS кафшер муайян карда шуда, аз рӯи фраксияи ҳаҷм дар кафшер.Металлография омӯзиши SEM-и онҳоро тасдиқ кард.микроструктурахо.Ин асосан аз камшавии элементҳои хӯлакунанда ба монанди Cr ва Mo ва эҳтимоли баромадани Cr2N ҳангоми кафшер вобаста аст, ки онро сканеркунии хатҳои EDS тасдиқ мекунад.Ин минбаъд бо арзишҳои пасти сахтии дар кафшер бо электродҳои E1 ва E2 мушоҳидашуда аз сабаби таносуби ками элементҳои феррит ва хӯлакунанда дар сохтори пӯлод дастгирӣ карда мешавад.Потенсиали зангзании далелҳои (Ecorr) кафшерҳо бо электроди E1 нисбат ба кафшерҳои электроди E2 ба зангзании маҳлул каме камтар тобовар аст.Ин самаранокии электродҳои нав таҳияшударо дар кафшерҳои дар муҳити 3,5% NaCl бидуни таркиби хӯлаи омехтаи флюс санҷидашуда тасдиқ мекунад.Ба хулосае омадан мумкин аст, ки муқовимати зангзанӣ дар муҳити тақлидшудаи баҳрӣ бо коҳиши ҷараёни кафшер меафзояд.Хамин тавр, боришоти карбидхо ва нитридхо ва минбаъд паст шудани му-кобилияти зангзании пайвандхои кафшершуда бо истифода аз электродхои Е1 ва Е2 бо зиёд шудани чараёни кафшер шарх дода шуд, ки ин боиси номутавозунии фазавии пайвандхои кафшершуда аз пулодхои дутаъсис гардид.
Бо дархост, маълумот барои ин тадқиқот аз ҷониби муаллифи дахлдор пешниҳод карда мешавад.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. ва Liimatainen J. Microstructure аз пӯлоди зангногир Тӯҳфаи дуплекс ташкил аз ҷониби металлургияи хокаи фишор изостатикии гарм дар коркарди гармии саноатӣ.Металл.алмаматер.транс.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Курода Т., Икеучи К. ва Китагава Ю. Назорати микроструктура дар пайвастани пӯлоди зангногир муосир.Дар коркарди маводҳои нав барои энергияи пешрафтаи электромагнитӣ, 419–422 (2005).
Smook O. Микроструктураи ва хосиятҳои аз пӯлоди зангногир супер дуплексии металлургияи хока муосир.Донишкадаи Шоҳии Технология (2004)
Lotto, TR ва Babalola, P. Рафтори зангзании поляризатсия ва таҳлили микроструктураи AA1070 алюминий ва карбиди карбиди AA1070 дар консентратсияи хлориди кислота.Муҳандиси боварибахш.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Боноло Ф., Тизиани А. ва Ферро П. Раванди кафшер, тағирёбии микроструктура ва хосиятҳои ниҳоии пӯлоди зангногир дуплекс ва супер дуплекс.Дуплекс аз пӯлоди зангногир 141-159 (Ҷон Уайли & Сонс Inc., Хобокен, 2013).
Кисасоз А., Гурел С. ва Карааслан А. Таъсири вақт ва суръати хунуккунӣ ба раванди таҳшиншавӣ дар пӯлодҳои дуфаза ба зангзанӣ тобовар.Металл.илм.табобати гармӣ.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S ва Ravi K. Таҳияи пӯлоди зангногир дуплекси лоғар (LDSS) бо хосиятҳои аълои механикӣ ва зангзанӣ дар лаборатория.Алма-матери пешрафта.зарфи нигоҳдорӣ.794, 714 (2013).
Муркуте П., Пасебани С. ва Исгор О.Б. Хусусиятҳои металлургӣ ва электрохимиявии қабатҳои пӯшидаи аз пӯлоди зангногир аз пӯлоди дуплекс дар субстратҳои пӯлоди ҳалим, ки тавассути хӯлаи лазерӣ дар қабати хока ба даст оварда шудаанд.илм.Намояндагии 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Ошима, Т., Хабара, Ю. ва Курода, К. Саъю кӯшиш барои сарфаи никель дар пулодҳои зангногир аустенитӣ.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. ва Gonome F. Таҳияи силсилаи нави пӯлоди зангногир дуплекси лоғар.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. Ҳисоботи техникии Steel NIPPON № 126 (2021).