توصيفگر ها :
جوشكاري , فولادزنگ نزن , فلز جوش , پروتئين Whey
چكيده فارسي :
فولادهاي زنگ نزن با توجه به مقاومت به خوردگي همراه با خواص مكانيكي مطلوب و طول عمر مناسب در محيط¬هاي فعال ازجمله مواد غذايي به كار گرفته مي¬شوند. از ميان فولادهاي زنگ نزن آستنيتي فولاد AISI 316L در صنايع غذايي و بهويژه صنايع لبني موردتوجه بيشتري است. جوشكاري يكي از رايج¬ترين فرايندهايي است كه در اتصال مواد جهت ساخت و توليد تجهيزات در صنايع مختلف استفاده مي¬شود. با توجه به استفاده از فولادهاي زنگ نزن در صنايع غذايي و نوشيدني جهت توليد تجهيزات فرآوري و انتقال مواد غذايي، به كارگيري فرايندهاي اتصال و جوشكاري ضروري بوده كه در ميان فرايندهاي مختلف جوشكاري، فرايند قوس تنگستن گاز (GTAW) مورد توجه است. در محيط¬هاي غذايي وجود پروتئين اجتناب ناپذير بوده كه مي¬تواند رفتار خوردگي و رهايش يون فلزات را به شدت تحت تأثير قرار دهد. اين تحقيق، با هدف شناسايي اثر وجود پروتئين Wheyو جوشكاري بر رفتار خوردگي و رهايش يون ناحيه اتصال فولاد زنگ نزن AISI 316L جوشكاري شده با روش GTAW و سه فلز پركننده ER 316L، ER 309L و ER 312 صورت پذيرفت تا فلز پركننده مناسب جهت جوشكاري اين فولاد و بهره¬گيري از آن درمحيط¬پروتئين Wheyمشخص گردد. در ابتدا مطالعات ريزساختاري با استفاده از روش¬هاي پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني انجام شد. ريزساختار فلز پايه به صورت آستنتيتي و ريزساختار فلزهاي جوش به صورت تركيبي از دو فاز فريت و آستنيت بودند. سپس سختي نواحي مختلف جوشكاري (فلز پايه، ناحيه متأثر از حرارت و فلز جوش) به صورت پروفيل سختي مورد ارزيابي قرار گرفتند كه با توجه به حضور فريت در مرز دانه¬هاي آستنيتي در ناحيه متأثر از حرارت و فلز جوش به دليل جلوگيري از رشد دانه در حين سرمايش غير تعادلي سختي افزايش يافت. پس از مطالعات ريزساختاري آزمون¬ها الكتروشيميايي از جمله پتانسيل مدار باز، آزمون پلاريزاسون پتانسيو ديناميك و امپدانس الكتروشيميايي در شرايط پايدار و نيز آزمون رهايش يون در شرايط اغتشاشي در دو محلول PBSو PBS+10 g/L Whey Protein براي نمونه¬هاي مختلف انجام شد. به طور كلي در حضور پروتئين رفتار نمونه¬ها نسبت به حالت مشابه در محلول بدون پروتئين متفاوت بود. در هر دو محلول نمونه¬هاي فلزهاي جوش حساسيت به خوردگي موضعي بالاتري نسبت به فلز پايه از خود نشان دادند كه مهم¬ترين دليل آن جدايش عنصري در فصل مشترك دو فاز فريت و آستنيت و تخليه شدن فاز آستنتيتي از دو عنصر كروم و موليبدن حين انجماد است. لازم به ذكر است كه تحت شرايط اغتشاشي با يك همزن مغناطيسي در حضور پروتئين Whey رهايش يون از نمونه¬هاي تهيه شده از فلز پايه و فلزهاي جوش به شدت افزايش يافت. اين مطالعه نشان داد كه وجود پروتئين Whey، شرايط سايشي و جوشكاري عواملي هستند كه به شدت مي¬توانند بر افزايش رهايش يون و حساسيت به خوردگي مواد در تماس با مواد غذايي اثر گذار باشند.
چكيده انگليسي :
Stainless steels are used in active environments, including food, due to their corrosion resistance, favorable mechanical properties, and good service life. Regarding austenitic stainless steel, AISI 316L is the most popular steel in the food industry, especially in the dairy industry. Welding is one of the most common processes used in joining materials to make and manufacture equipment in various industries. Due to the use of stainless steel in food and beverage industries to food processing and transportation equipment, using the connection and welding processes is necessary. In the various types of welding processes, gas tungsten arc welding (GTAW) is included. In food environments, the presence of protein is unavoidable, which can seriously affect the corrosion behavior and release of metal ions. This study aimed to identify the effect of Whey protein and welding on the corrosion behavior and ion release of the AISI 316L stainless steel bonding area welded by the GTAW method and three filler metals ER 316L, ER 309L, and ER 312 to find the filler metal suitable for welding. Steel and its utilization in the context of Whey protein. Initially, microstructural studies were performed using X-ray diffraction, light microscopy, and electron microscopy. The base metal microstructure was austenitic and the weld metal microstructure was a combination of ferrite and austenite phases. Then the hardness of different welding areas (base metal, heat affected area, and weld metal) was evaluated as hardness profiles due to the presence of ferrite at the boundary of austenitic grains in the area affected by heat and weld metal due to growth inhibition The grain increased hardness during unbalanced cooling. After microstructural studies, electrochemical tests including open circuit potential, dynamic potential polarization test and electrochemical impedance in stable conditions, and ion release test in turbulent conditions in PBS and PBS + 10 g / L Whey Protein solutions were performed for different samples. In general, in the presence of protein, the behavior of the samples was different from that of the similar state in the protein-free solution. In both solutions, the weld metal samples showed higher local corrosion sensitivity than the base metal, the most important reason being the separation of the element in the interface between the two phases of ferrite and austenite and the depletion of the austenitic phase of chromium and molybdenum during It is freezing. It should be noted that under turbulent conditions with a magnetic stirrer the presence of Whey protein ion release from samples prepared from base metal and weld metals was greatly increased. This study showed that the presence of Whey protein, abrasion, and welding conditions are factors that can greatly increase ion release and susceptibility to corrosion of materials in contact with food.