توصيفگر ها :
فولاد خودرو , جوش نقطه‌اي مقاومتي , EIS , آزمون پلاريزاسيون پتانسيودايناميك , آزمون خوردگي غوطهوري
چكيده فارسي :
صنعت خودروسازي سال‌هاست كه استفاده از آلياژهاي سبك منيزيم، آلومينيوم و كامپوزيت‌هاي پليمري را به‌منظور كاهش وزن خودروها در دستور كار قرار داده است. اما كماكان به دليل تطبيق‌پذيري آلياژهاي فولادي با شرايط كاري خودرو، افزايش بهره‌وري در عملكرد خودرو ضمن استفاده از آلياژهاي فولادي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين پژوهش چند فولاد متداول در صنعت خودروسازي اعم از IF DC06، DP980 و SS304 به لطف داشتن شكل‌پذيري خوب، خواص مكانيكي مطلوب و مقاومت به خوردگي انتخاب شده و تحولات ريزساختاري و فازي و رفتار خوردگي اتصالات IF DC06/DP 980 و IF DC06/SS 304 به‌دست‌آمده به روش جوشكاري نقطه‌اي مقاومتي (RSW) بررسي و ارزيابي شد. اتصالات تحت شرايط گرماي ورودي kA 7 و زمان جوشكاري 15 سيكل انجام شد. مطالعات ريزساختاري و فازي به‌وسيله ميكروسكوپ نوري و آزمون پراش پرتو ايكس انجام شد. همچنين خواص خوردگي به‌وسيله آزمون‌هاي پلاريزاسيون پتانسيودايناميك، طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي و خوردگي غوطهوري 24 ساعته به همراه تصاوير ميكروسكوپ الكتروني و طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس در محلول NaCl 5/3% موردمطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اتصالات IF/DP و IF/SS به ترتيب از فازهاي كاملاً مارتنزيتي و فريتي-آستنيتي تشكيل شده است. در بررسي خواص خوردگي در آزمون‌هاي الكتروشيميايي، نمونه‌هاي IF، DP و IF/DP از خود رفتاري به‌شدت فعال خوردگي را در محلول خورنده نشان دادند و به دليل كمبود عناصر آلياژي هيچ‌گونه لايه رويين طي اعمال پتانسل آندي تشكيل نشد. تغييرات پتانسيل خوردگي نمونه جوش IF/SS به سمت مقادير آندي (منفي)، نتيجه حضور دو فاز فريت و آستنيت در منطقه FZ بود كه در مقايسه با ساختار آستنيتي فولاد زنگ‌نزن فولاد پايه، واكنش‌پذيرتر بود. در هر دو اتصال رفتار خوردگي ضعيف‌تري از نمونه‌هاي اتصال نسبت به فولادهاي پايه مشاهده شد. منطقه FZ نمونه IF/DP در آزمون خوردگي غوطهوري به‌صورت انتخابي به سبب وجود كوپل‌هاي گالوانيكي فريتي-مارتنزيتي خورده‌شده و مشخصاً فاز مارتنزيت به‌عنوان آند عمل كرده و منجر به خوردگي موضعي در سطح اين منطقه شده است. منطقه FZ نمونه IF/SS در آزمون خوردگي غوطهوري سطحي صاف و يكدست را ارائه داد و هيچ‌گونه خوردگي موضعي در سطح اين منطقه رخ نداد كه توزيع يكنواخت عناصر آلياژي در فازهاي آستنيت و فريت دليلي بر وقوع اين امر است. در منطقه HAZ اتصال IF/SS، رفتار خوردگي نمونه به‌صورتي ديگر بروز كرد و نتايج حاضر نشان داد كه تركيب دما، تنش و ريزساختار فلز پايه همگي نقش مهمي در كنترل رفتار خوردگي دارند به طوري كه افزايش تنش پسماند به دليل اعمال بيشتر فشار در حلقه دوري الكترود و همچنين رقت عناصر آلياژي در آن مناطق مي‌تواند مسبب اين اتفاق باشد.
چكيده انگليسي :
For years, the automotive industry has put the use of lightweight magnesium, aluminum and polymer composites in order to reduce the weight of cars. However, due to the adaptability of steel alloys with the working conditions of the car, increasing the efficiency of the car performance while using steel alloys is still being investigated. In this research, several common steels in the automotive industry, including IF DC06, DP980 and SS304, were selected due to their good ductility, favorable mechanical properties and corrosion resistance, and microstructural and phase changes and the corrosion behavior of IF/DP and IF/SS resistance spot welding joints were investigated. Connections were made under the condition of input heat of 7 kA and welding time of 15 cycles. Microstructural and phase studies were done by optical microscope and X-ray diffraction test. Corrosion properties were also studied by potentiodynamic polarization tests, electrochemical impedance spectroscopy and 24-hour immersion corrosion along with electron microscope images and X-ray energy diffraction spectroscopy in 3.5% NaCl solution. The results showed that IF/DP and IF/SS joints are composed of completely martensitic and ferritic-austenitic phases, respectively. In the investigation of corrosion properties in electrochemical tests, IF, DP and IF/DP samples showed highly active corrosion behavior in the corrosive solution, and due to the lack of alloying elements, no surface layer was formed during the application of anodic potential. The changes in the corrosion potential of the IF/SS weld sample towards anodic (negative) values were the result of the presence of two phases of ferrite and austenite in the FZ region, which were more reactive compared to the austenitic structure of the base steel. In both joints, a weaker corrosion behavior of the joint samples than the base steels was observed. The FZ region of the IF/DP sample was selectively corroded in the immersion corrosion test due to the presence of ferrite-martensitic galvanic couples and obviously the martensite phase acted as an anode and led to localized corrosion on the surface of this region. The FZ region of the IF/SS sample presented a smooth and uniform surface in the immersion corrosion test, and no local corrosion occurred on the surface of this region, which is due to the uniform distribution of alloy elements in the austenite and ferrite phases. In the HAZ region of the IF/SS connection, the corrosion behavior of the sample appeared in a different way, and the present results showed that the combination of temperature, stress, and the microstructure of the base metal all play an important role in controlling the corrosion behavior, so that the increase in residual stress is due to the application of more pressure in the ring. The distance of the electrode as well as the dilution of alloy elements in those areas can cause this.
