پديد آورنده :
صفاري، حامد
عنوان :
جوشكاري غيرمشابه فولاد كم‌آلياژ API 5L X65 به فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304 و بررسي تاثير لايه آستركاري بر ريزساختار و خواص مكانيكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 136ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، عباس بهرامي
توصيفگر ها :
آستركاري , تنش پسماند , جوشكاري غيرمشابه , خواص مكانيكي موضعي , API 5L X65 , AISI 304
استاد داور :
بهزاد نيرومند، مسعود عطاپور
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/10
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/13
چكيده فارسي :
چکیده امروزه در صنايع مختلف به ويژه نفت و گاز عمده شکستها در اثر ناهمگونيهای ريزساختاری و خواص مکانیکي ايجاد ميشود كه روشهای مختلفي برای كم كردن اين ناهمگونيها تا كنون مورد استفاده قرار گرفته است در اين خصوص فرايند آستركاری يکي از فرايندهايي است كه در بهبود خواص و دستیابي به اتصالي مطلوب با خواص بهینه برای برخي از اتصالهای غیرمشابه فوالدهای كمآلیاژ به فوالدهای زنگنزن مورداستفاده قرار ميگیرد هدف از اين پژوهش بررسي ريزساختار و خواص مکانیکي اتصال غیرمشابه فوالد كمآلیاژ 56 API 5L X به فوالد زنگ نزن آستنیتي 403 AISI ميباشد بدين منظور نمونههای آمادهسازی شده توسط فرايند جوشکاری قوسي الکترود تنگستن گاز محافظ با سه نوع الکترود مصرفي 1 ERNiCr 3 ERNi و ER309L آستركاری شده و پس از تنشزدايي در 006 درجه سانتيگراد به مدت يک ساعت توسط الکترود مصرفي ER308L با روش جوشکاری قوسي الکترود تنگستن گاز به يکديگر متصل شدند جهت بررسي اثر اليه آستركاری شده يک نمونه بدون اليه آستری و جهت بررسي اثر تنشزدايي يک نمونه بدون عملیات نیز تهیه شد همچنین تغییرات دمايي در هنگام فرايندهای آستركاری و جوشکاری ثبت شد بررسي ريزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری میکروسکوپ الکتروني روبشي و شناساگر پراش الکترون برگشتي نشان داد كه برخالف نمونه آستركاری نشده ريزساختار تیغهای متأثر از حرارت ورودی در نمونههای آستركاری شده مشاهده نشده است عالوه بر اين در مرز ذوب اليه آستری با فوالد 56 API 5L X تشکیل اليه مارتنزيتي برای دو نمونه آستركاری شده با الکترود مصرفي 1 ERNi و 3 ERNiCr مشاهده نشد در نمونه بدون اليه آستری حضور اليه حدود 02 میکرومتری مارتنزيت مشاهده شد به نظر میرسد كه پهنای اليه مارتنزيتي ايجادشده به میزان رقت فلز پايه در حوضچه جوش بستگي دارد به منظور ارزيابي خواص مکانیکي از آزمايشهای كشش ضربه و ريزسختي سنجي استفاده شد كه نتايج بیانگر بیشترين استحکام كششي نهايي حدود 285 مگاپاسکال برای نمونه بدون اليه آستری ميباشد و كمترين استحکام كششي نهايي با 554 مگاپاسکال مربوط به نمونه آستركاری شده با 1 ERNi ميباشد دو اليه آستری 1 ERNi و 3 ERNiCr در كاهش نوسانات خواص مکانیکي همچون استحکام تسلیم استحکام كششي نهايي و ازدياد طول مؤثر واقعشدهاند اليه مارتنزيتي تشکیلشده در نمونه بدون اليه آستری انرژی ضربه جذبشده در منطقه متأثر از حرارت را تا حدود 21 ژول كاهش داده است اين كاهش در نمونههای آستركاری شده با ER309L نیز مشاهده شد نقشههای تغییرات سختي كاهش سختي در فلزجوش دو نمونه آستركاری 1 ERNi و 3 ERNiCr را نشان ميدهد كه مشاهدات ريزساختاری مبني بر حذف فريت دلتا با رقت اليههای آستری به داخل حوضچه جوش ميباشد همپنین حذف اليه مارتنزيتي باريزسختي 004 ويکرز در نمونههای آستركاری شده با 1 ERNi و 3 ERNiCr مشاهده شد در بررسي سطوح شکست عمده شکستهای صورت گرفته شامل ديمیپلها بودهاند كه شکستي نرم را نشان ميدهد اليه آستری 3 ERNiCr تنش پسماند در فلزجوش ER308L را كاهش داده است مناطق متاثر از حرارت با دانههای خشن CGHAZ تنش پسماندكششي معادل 001 مگاپاسکال در اتصال ايجاد كردند در پاس ريشه نمونه بدون اليه آستری بیشینه تنش پسماند برابر با 071 مگاپاسگال تنش كششي ميباشد کلما کلیدی آستركاری تنش پسماند جوشکاری غیرمشابه خواص مکانیکي موضعي 403 API 5L X65 AISI
چكيده انگليسي :
135AbstractNowadays in various industries especially oil and gas major fractures are caused by microstructuraland mechanical properties heterogeneity Various methods have been used to reduce theseheterogeneities so far In this regard the buttering process is one of the processes used to improvethe properties and to achieve the optimum welded joint properties for some dissimilar welded jointsuch as low alloy steels to stainless steels joints The purpose of this study was to investigate themicrostructure and mechanical properties of dissimilar API 5L X65 low alloy steel to AISI 304austenitic stainless steel For this purpose specimens prepared by gas Tungsten arc welding werebuttered with three types of filler metal ERNi 1 ERNiCr 3 and ER309L and after stress relief at 600 C for one hour by ER308L filler metal were jointed to each other by gas Tungsten arc welding Tostudy the effect of butter layer a sample without butter layer was jointed and so to investigate theeffect of relief stress jointed one specimen without relief stress Temperature changes were alsorecorded during the welding and buttering processes Microstructural investigation by opticalmicroscope scanning electron microscope and electron backscatter diffraction detector showed thatunlike the non buttered sample the blade shaped microstructure was not observed in the butteredsamples In addition at the fusion boundary of the butter layer with API 5L X65 steel martensiticlayer formation was not observed for the two specimens buttered with ERNi 1 and ERNiCr 3 butterlayer In the non buttered specimens the presence of a 20 m martensite layer was observed indicating that the width of the martensitic layer formed depends on the amount of base metal dilutionin molten weld pool Tensile impact and microhardness tests were used to evaluate mechanicalproperties Results showed the highest ultimate tensile strength of about 582 MPa for the non buttered layer sample and the lowest final tensile strength of 455 MPa for the sample that butteredwith ERNi 1 The two butter layers of ERNi 1 and ERNiCr 3 have been effective in reducingfluctuation of mechanical properties such as yield strength ultimate tensile strength and elongation The martensitic layer formed in the non buttered sample reduced the absorbed energy in the heat affected zone about 12 joules which was also observed in the ER309L buttered samples Themicrohardness changes maps showed the microhardness reduction in the weld metal of the twoERNi 1 and ERNiCr 3 buttered specimens which their microstructural observations show deltaferrite elimination by dilution of the butter layers into molten weld pool Also elimination ofmartensitic layer with 400 Vickers hardness was observed in ERNi 1 and ERNiCr 3 butteredsamples The observation of a lot of dimples in major fracture surfaces indicated ductile fractures The ERNiCr 3 butter layer reduced the residual stress in the ER308L weld metal The coarse grainheat affected zone regions created a 100 MPa tensile residual stress at the joint At the root pass ofthe non buttered specimen the maximum residual stress was 170 MPa tensile residual stress Keywords Buttering Residual Stress Dissimilar Welding Local Mechanical Properties AISI304 API 5L X65
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، عباس بهرامي
استاد داور :
بهزاد نيرومند، مسعود عطاپور
