17182

88 گلپايگان

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1395

105ص: مصور، جدول، نمودار

رضا اميني نجف آبادي، اميرحسين ميثمي

1400/11/16

كتابنامه

مهندسي مواد

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/16

87

چكيده جوشكاري غيرمشابه به دليل منافع اقتصادي و همچنين استفاده كامل از عملكرد برجسته دو فلز مختلف مانند استحكام و مقاومت به خوردگي، به طور گستردهاي در صنايع نفت و گاز استفاده ميشود. در اين پژوهش جوشكاري غيرمشابه فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 316Lو فولاد كم آلياژ استحكام بالاي API 5L X70توسط روش جوشكاري قوس تنگستن-گاز ) (GTAWانجام شد. به منظور بررسي تاثير فلز پركننده، جوشكاري با فلزات پركننده ER316Lو ER309Lانجام شد. سپس جهت بررسي تاثير حرارت ورودي، جوشكاري در حرارت وروديهاي 0/84 ،0/73 kJ/mmو 0/97با فلز پركننده ER316Lصورت گرفت. بعد از انجام عمليات جوشكاري، ريزساختار مناطق مختلف شامل فلزات پايه، فلزات جوش و مناطق متاثر از حرارت توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني ) (FESEMبررسي گرديدند. جهت بررسي خواص مكانيكي، آزمونهاي كشش، ضربه و سختي سنجي انجام شد. سطح شكست نمونه ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش حرارت ورودي از 0/73تا ،0/97 kJ/mmاندازه دانه هاي آستنيت در ناحيه متاثر از حرارت فولاد 316Lاز 31 µmتا 96 µmافزايش يافت و همچنين عرض ناحيه متاثر از حرارت نيز از 248 µm به 334 µmافزايش يافت. نتايج حاصل از خواص مكانيكي نشان داد كه نمونه هاي جوشكاري شده توسط فلز پركننده ER309Lداراي سختي و استحكام بالاتر و نمونه هاي جوشكاري شده توسط فلز پركننده ER316Lداراي چقرمگي و انرژي ضربه بالاتر بودند. به اين صورت كه نمونه هاي جوشكاري شده با فلز پركننده ER309Lداراي سختي 166 HVو نمونه هاي جوشكاري شده با فلز پركننده ER316Lداراي سختي 153 HVبودند. همچنين انرژي ضربه فلز جوش 169 ،ER316Lژول و انرژي ضربه فلز جوش 142 ،ER309Lژول اندازهگيري شد. همچنين نتايج حاصل از بررسي حرارت ورودي براي فلز پركننده ER316Lنشان داد كه افزايش حرارت ورودي موجب افزايش ميزان آستنيت فلز جوش و بهبود انرژي ضربه ميشود. به اين صورت كه با افزايش حرارت ورودي از 0/73تا ،0/97 kJ/mmسختي از 158به 147 HVكاهش يافت و با افزايش حرارت ورودي انرژي ضربه از 151تا 192ژول افزايش يافت

Abstract Dissimilar weldments have been widely used in the oil and gas industry because of economic benefits as well as the full advantage of outstanding performance of two different metals, such as strength and corrosion resistance. In this study, Dissimilar welding of AISI 316L stainless steel and high strength low alloy steel API 5L X70 with gas tungsten arc welding (GTAW) was performed. In order to investigate the effect of filler metal, welding was done with ER316L and ER309L filler metal. In order to investigate the effect of heat input, welding was done in 0.73, 0.84, 0.97 kJ/mm with ER316L filler metal. After welding, the microstructure of base metals and weld metals and the HAZ were studied by optical microscope and field emission scanning electron microscope (FESEM). For investigate the mechanical properties of the weld metal, tensile, impact and hardness tests were performed. Fractured surfaces were examined using scanning electron microscopy. The result showed that with increase in heat input from 0.73 to 0.97 kJ/mm, grain size number in the heat affected zone of AISI 316L weld metal from 31 µm to 96 µm increased and the width of heat affected zone from 248 µm to 334 µm Increased. The result of mechanical properties showed that the specimens welded by ER309L filler metal has a higher tensile strength and hardness than specimens welded by ER316L filler metal and the specimens welded by ER316L filler metal has a higher toughness and impact test energy than specimens welded by ER309L filler metal This means that, the hardness of the specimens welded by ER309L filler metal was 166 HV and the hardness of the specimens welded by ER316L was 153 HV. Also the impact energy of ER316L weld metal was 169 J and the impact energy of ER309L weld metal, 142 J was measured. The results showed that, heat input can improve impact energy with increases the amount of weld metal austenite. This means that with increase in heat input from 0.73 to 0.97 kJ/mm, the hardness of 158 to 147 HV reduced and the impact energy of 151 to 192 J increased.

رضا اميني نجف آبادي، اميرحسين ميثمي