321 nerūsējošā tērauda tinuma caurules ķīmiskais sastāvs Dupleksā nerūsējošā tērauda metinājuma šuves ar jaunu elektrodu mehāniskās īpašības un izturība pret koroziju

Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com.Jūs izmantojat pārlūkprogrammas versiju ar ierobežotu CSS atbalstu.Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, ieteicams izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai atspējot saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer).Turklāt, lai nodrošinātu pastāvīgu atbalstu, mēs rādām vietni bez stiliem un JavaScript.
Slīdņi, kas parāda trīs rakstus katrā slaidā.Izmantojiet pogas Atpakaļ un Nākamais, lai pārvietotos pa slaidiem, vai slaidu kontrollera pogas beigās, lai pārvietotos pa katru slaidu.

Nerūsējošā tērauda 321 spoles caurules ķīmiskais sastāvs

321 nerūsējošā tērauda spoles cauruļu ķīmiskais sastāvs ir šāds:
- Ogleklis: 0,08% maks
- Mangāns: 2,00% maks
- Niķelis: 9,00% min

Nerūsējošā tērauda 321 spoles caurules mehāniskās īpašības

Saskaņā ar nerūsējošā tērauda 321 spoles cauruļu ražotāja sniegto informāciju nerūsējošā tērauda 321 spoles cauruļu mehāniskās īpašības ir norādītas zemāk tabulā: Stiepes izturība (psi) Izneses izturība (psi) Pagarinājums (%).

Nerūsējošā tērauda 321 spoles caurules pielietojumi un pielietojumi

Daudzos inženiertehniskos lietojumos svarīgākie faktori ir dupleksā nerūsējošā tērauda (DSS) metināto konstrukciju mehāniskās un korozijas īpašības.Pašreizējā pētījumā tika pētītas duplekso nerūsējošā tērauda metinājumu mehāniskās īpašības un izturība pret koroziju vidē, kas simulē 3,5% NaCl, izmantojot speciāli izstrādātu jaunu elektrodu, nepievienojot leģējošus elementus plūsmas paraugiem.DSS plātņu metināšanai uz elektrodiem E1 un E2 tika izmantoti attiecīgi divi dažādi kušņu veidi ar pamatindeksu 2,40 un 0,40.Plūsmas kompozīciju termiskā stabilitāte tika novērtēta, izmantojot termogravimetrisko analīzi.Metināto savienojumu ķīmiskais sastāvs, kā arī mehāniskās un korozijas īpašības tika novērtētas, izmantojot emisijas spektroskopiju saskaņā ar dažādiem ASTM standartiem.Rentgenstaru difrakciju izmanto, lai noteiktu DSS metinātajās šuvēs esošās fāzes, bet skenēšanas elektronu ar EDS izmanto metināto šuvju mikrostruktūras pārbaudei.Ar E1 elektrodiem izgatavoto metināto savienojumu stiepes izturība bija robežās no 715-732 MPa, ar E2 elektrodiem – 606-687 MPa.Metināšanas strāva ir palielināta no 90 A līdz 110 A, kā arī palielināta cietība.Metinātajiem savienojumiem ar E1 elektrodiem, kas pārklāti ar pamata plūsmu, ir labākas mehāniskās īpašības.Tērauda konstrukcijai ir augsta izturība pret koroziju 3,5% NaCl vidē.Tas apstiprina ar jaunizveidotiem elektrodiem izgatavoto metināto savienojumu darbspēju.Rezultāti ir apspriesti saistībā ar sakausējuma elementu, piemēram, Cr un Mo, samazināšanos, kas novērota metinātās šuvēs ar pārklātiem elektrodiem E1 un E2, un Cr2N izdalīšanos metinātās šuvēs, kas izgatavotas, izmantojot elektrodus E1 un E2.
Vēsturiski pirmā oficiālā dupleksā nerūsējošā tērauda (DSS) pieminēšana ir datēta ar 1927. gadu, kad to izmantoja tikai noteiktiem lējumiem un tā augstā oglekļa satura dēļ neizmantoja lielākajā daļā tehnisko lietojumu1.Bet vēlāk standarta oglekļa saturs tika samazināts līdz maksimālajai vērtībai 0,03%, un šie tēraudi kļuva plaši izmantoti dažādās jomās2,3.DSS ir sakausējumu saime ar aptuveni vienādu ferīta un austenīta daudzumu.Pētījumi liecina, ka ferīta fāze DSS nodrošina lielisku aizsardzību pret hlorīda izraisītu sprieguma korozijas plaisāšanu (SCC), kas 20. gadsimtā bija svarīgs austenīta nerūsējošā tērauda (ASS) jautājums.No otras puses, dažās mašīnbūves un citās nozarēs4 pieprasījums pēc uzglabāšanas pieaug ar ātrumu līdz 20% gadā.Šo novatorisko tēraudu ar divfāzu austenīta-ferīta struktūru var iegūt, izvēloties piemērotu sastāvu, fizikāli ķīmisko un termomehānisko attīrīšanu.Salīdzinot ar vienfāzes nerūsējošo tēraudu, DSS ir augstāka tecēšanas robeža un izcila spēja izturēt SCC5, 6, 7, 8. Dupleksā struktūra nodrošina šiem tēraudiem nepārspējamu izturību, stingrību un paaugstinātu izturību pret koroziju agresīvā vidē, kas satur skābes, skābes hlorīdus, jūras ūdens un kodīgas ķīmiskas vielas9.Sakarā ar niķeļa (Ni) sakausējumu ikgadējām cenu svārstībām vispārējā tirgū, DSS struktūra, īpaši zema niķeļa tipa (lean DSS), ir sasniegusi daudzus izcilus sasniegumus salīdzinājumā ar face centered cubic (FCC) dzelzi10, 11. Galvenais ASE dizainu problēma ir tā, ka tie tiek pakļauti dažādiem skarbiem apstākļiem.Tāpēc dažādi inženiertehniskie departamenti un uzņēmumi cenšas popularizēt alternatīvus zemu niķeļa (Ni) nerūsējošo tēraudu, kas darbojas tikpat labi vai labāk nekā tradicionālie ASS ar piemērotu metināmību un tiek izmantoti rūpnieciskos lietojumos, piemēram, jūras ūdens siltummaiņos un ķīmiskajā rūpniecībā.konteiners 13 vidēm ar augstu hlorīdu koncentrāciju.
Mūsdienu tehnoloģiju progresā metinātajai ražošanai ir būtiska nozīme.Parasti DSS konstrukcijas elementi tiek savienoti ar gāzi aizsargātu loka metināšanu vai ar gāzi aizsargātu loka metināšanu.Metināto šuvi galvenokārt ietekmē metināšanai izmantotā elektroda sastāvs.Metināšanas elektrodi sastāv no divām daļām: metāla un plūsmas.Visbiežāk elektrodi tiek pārklāti ar plūsmu, metālu maisījumu, kas, sadaloties, izdala gāzes un veido aizsargājošus izdedžus, lai aizsargātu metinājumu no piesārņojuma, palielinātu loka stabilitāti un pievienotu leģējošu komponentu, lai uzlabotu metināšanas kvalitāti14 .Čuguns, alumīnijs, nerūsējošais tērauds, vieglais tērauds, augstas stiprības tērauds, varš, misiņš un bronza ir daži no metināšanas elektrodu metāliem, savukārt celuloze, dzelzs pulveris un ūdeņradis ir daži no izmantotajiem plūsmas materiāliem.Dažreiz plūsmas maisījumam pievieno arī nātriju, titānu un kāliju.
Daži pētnieki ir mēģinājuši izpētīt elektrodu konfigurācijas ietekmi uz metināto tērauda konstrukciju mehānisko un korozijas integritāti.Singh et al.15 pētīja plūsmas sastāva ietekmi uz metināto šuvju pagarinājumu un stiepes izturību, kas metinātas ar iegremdētā loka metināšanu.Rezultāti liecina, ka CaF2 un NiO ir galvenie stiepes izturības noteicošie faktori, salīdzinot ar FeMn klātbūtni.Chirag et al.16 pētīja SMAW savienojumus, mainot rutila (TiO2) koncentrāciju elektrodu plūsmas maisījumā.Tika konstatēts, ka mikrocietības īpašības palielinājās oglekļa un silīcija procentuālā daudzuma un migrācijas palielināšanās dēļ.Kumar [17] pētīja aglomerētu plūsmu konstrukciju un izstrādi tērauda lokšņu metināšanai ar iegremdēšanu.Nwigbo un Atuanya18 pētīja ar kāliju bagātu nātrija silikāta saistvielu izmantošanu loka metināšanas plūsmu ražošanai un atrada metinātās šuves ar augstu stiepes izturību 430 MPa un pieņemamu graudu struktūru.Lothongkum et al.19 izmantoja potenciokinētisku metodi, lai pētītu austenīta tilpuma daļu dupleksā nerūsējošā tērauda 28Cr–7Ni–O–0,34N ar gaisu piesātinātā NaCl šķīdumā ar koncentrāciju 3,5 %.pH apstākļos.un 27°C.Gan dupleksais, gan mikrodupleksais nerūsējošais tērauds uzrāda tādu pašu slāpekļa ietekmi uz korozijas izturēšanos.Slāpeklis neietekmēja korozijas potenciālu vai ātrumu pie pH 7 un 10, tomēr korozijas potenciāls pie pH 10 bija zemāks nekā pie pH 7. Savukārt visos pētītajos pH līmeņos potenciāls sāka palielināties, palielinoties slāpekļa saturam. .Lacerda et al.20 pētīja duplekso nerūsējošā tērauda UNS S31803 un UNS S32304 punktu veidošanu 3,5% NaCl šķīdumā, izmantojot ciklisko potenciodinamisko polarizāciju.3,5 mas.% NaCl šķīdumā uz abām pētītajām tērauda plāksnēm tika konstatētas bedru veidošanās pazīmes.UNS S31803 tēraudam ir augstāks korozijas potenciāls (Ecorr), punktveida potenciāls (Epit) un polarizācijas pretestība (Rp) nekā UNS S32304 tēraudam.UNS S31803 tēraudam ir augstāka pretestība nekā UNS S32304 tēraudam.Saskaņā ar Jiang et al.[21], reaktivācijas maksimums, kas atbilst dupleksa nerūsējošā tērauda dubultfāzei (austenīta un ferīta fāzei), ietver līdz 65% ferīta sastāva, un ferīta reaktivācijas strāvas blīvums palielinās, palielinoties termiskās apstrādes laikam.Ir labi zināms, ka austenīta un ferīta fāzēm ir dažādas elektroķīmiskās reakcijas pie dažādiem elektroķīmiskiem potenciāliem 21, 22, 23, 24.Abdo et al.25 izmantoja polarizācijas spektroskopijas un elektroķīmiskās impedances spektroskopijas potenciodinamiskos mērījumus, lai pētītu ar lāzeru metināta 2205 DSS sakausējuma elektroķīmiski izraisītu koroziju mākslīgā jūras ūdenī (3,5% NaCl) mainīga skābuma un sārmainības apstākļos.Punktu korozija tika novērota uz pārbaudīto DSS paraugu atklātajām virsmām.Pamatojoties uz šiem atklājumiem, tika konstatēts, ka pastāv proporcionāla sakarība starp šķīstošās vides pH un lādiņa pārneses procesā izveidojušās plēves pretestību, kas tieši ietekmē dubļu veidošanos un tās specifikāciju.Šī pētījuma mērķis bija saprast, kā jaunizstrādātais metināšanas elektrodu sastāvs ietekmē metinātā DSS 2205 mehānisko un nodilumizturīgo integritāti 3,5% NaCl vidē.
Elektrodu pārklājuma preparātos izmantotie kušņu minerāli (sastāvdaļas) bija kalcija karbonāts (CaCO3) no Obajanas apgabala Kogi štatā, Nigērijā, kalcija fluorīds (CaF2) no Tarabas štata, Nigērija, silīcija dioksīds (SiO2), talka pulveris (Mg3Si4O10(OH). ) )2) un rutils (TiO2) tika iegūts no Josas, Nigērija, un kaolīns (Al2(OH)4Si2O5) tika iegūts no Kankaras, Katsinas štatā, Nigērijā.Kā saistvielu izmanto kālija silikātu, to iegūst no Indijas.
Kā parādīts 1. tabulā, sastāvā esošie oksīdi tika neatkarīgi nosvērti uz digitālajiem svariem.Pēc tam to 30 minūtes sajauca ar kālija silikāta saistvielu (23% no svara) elektriskajā maisītājā (modelis: 641-048) no Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP), lai iegūtu viendabīgu puscietu pastu.Slapjā jauktā plūsma no briketēšanas mašīnas tiek presēta cilindriskā formā un tiek ievadīta ekstrūzijas kamerā ar spiedienu no 80 līdz 100 kg/cm2, un no stieples padeves kameras tiek ievadīta 3,15 mm diametra nerūsējošā stieples ekstrūderā.Plūsma tiek padota caur sprauslu/mašīnu sistēmu un ievadīta ekstrūderī, lai izspiestu elektrodus.Tika iegūts pārklājuma koeficients 1,70 mm, kur pārklājuma koeficients ir definēts kā elektroda diametra attiecība pret šķipsnas diametru.Pēc tam pārklātos elektrodus 24 stundas žāvēja gaisā un pēc tam 2 stundas kalcinēja mufeļkrāsnī (modelis PH-248-0571/5448) 150–250 °C (-\) temperatūrā.Izmantojiet vienādojumu, lai aprēķinātu plūsmas sārmainību.(1) 26;
E1 un E2 kompozīciju plūsmas paraugu termiskā stabilitāte tika noteikta, izmantojot termogravimetrisko analīzi (TGA).TGA analīzei tika ievietots aptuveni 25,33 mg plūsmas paraugs.Eksperimenti tika veikti inertā vidē, kas iegūta ar nepārtrauktu N2 plūsmu ar ātrumu 60 ml/min.Paraugu karsēja no 30°C līdz 1000°C ar sildīšanas ātrumu 10°C/min.Pēc Wang et al.27, Xu et al.28 un Dagwa et al.29 minētajām metodēm no TGA diagrammām tika novērtēta paraugu termiskā sadalīšanās un svara zudums noteiktās temperatūrās.
Apstrādājiet divas 300 x 60 x 6 mm DSS plāksnes, lai sagatavotos lodēšanai.V veida grope tika izstrādāta ar 3 mm sakņu spraugu, 2 mm saknes caurumu un 60° rievas leņķi.Pēc tam plāksne tika noskalota ar acetonu, lai noņemtu iespējamos piesārņotājus.Metiniet plāksnes, izmantojot ekranētu metāla lokmetinātāju (SMAW) ar līdzstrāvas elektrodu pozitīvo polaritāti (DCEP), izmantojot pārklātus elektrodus (E1 un E2) un atsauces elektrodu (C) ar diametru 3,15 mm.Elektriskās izlādes apstrāde (EDM) (modelis: Excetek-V400) tika izmantota metināto tērauda paraugu apstrādei mehāniskai pārbaudei un korozijas raksturošanai.2. tabulā ir parādīts parauga kods un apraksts, bet 3. tabulā - dažādi metināšanas darbības parametri, kas tiek izmantoti DSS plāksnes metināšanai.Vienādojumu (2) izmanto, lai aprēķinātu atbilstošo siltuma padevi.
Izmantojot Bruker Q8 MAGELLAN optiskās emisijas spektrometru (OES) ar viļņa garumu no 110 līdz 800 nm un SQL datu bāzes programmatūru, tika noteikts elektrodu E1, E2 un C metināto savienojumu ķīmiskais sastāvs, kā arī parastā metāla paraugi.izmanto atstarpi starp elektrodu un pārbaudāmo metāla paraugu Rada elektrisko enerģiju dzirksteles veidā.Komponentu paraugs tiek iztvaicēts un izsmidzināts, kam seko atomu ierosme, kas pēc tam izstaro noteiktu līniju spektru31.Parauga kvalitatīvai analīzei fotopavairotāja caurule mēra katram elementam speciāla spektra klātbūtni, kā arī spektra intensitāti.Pēc tam izmantojiet vienādojumu, lai aprēķinātu ekvivalento pretestības skaitli (PREN).(3) Koeficientu 32 un WRC 1992 stāvokļa diagrammu izmanto, lai no vienādojumiem aprēķinātu hroma un niķeļa ekvivalentus (Creq un Nieq).(4) un (5) ir attiecīgi 33 un 34;
Ņemiet vērā, ka PREN ņem vērā tikai trīs galveno elementu Cr, Mo un N pozitīvo ietekmi, savukārt slāpekļa faktors x ir diapazonā no 16 līdz 30.Parasti x tiek izvēlēts no 16, 20 vai 30 saraksta. Duplekso nerūsējošā tērauda pētījumos PREN35,36 vērtību aprēķināšanai visbiežāk izmanto starpvērtību 20.
Metinātie savienojumi, kas izgatavoti, izmantojot dažādus elektrodus, tika pārbaudīti ar universālu testēšanas iekārtu (Instron 8800 UTM) ar deformācijas ātrumu 0,5 mm/min saskaņā ar ASTM E8-21.Stiepes izturība (UTS), 0,2% bīdes tecēšanas robeža (YS) un pagarinājums tika aprēķināti saskaņā ar ASTM E8-2137.
Pirms cietības analīzes DSS 2205 metinātās šuves vispirms tika slīpētas un pulētas, izmantojot dažādus smilšu izmērus (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 un 1200).Metinātie paraugi tika izgatavoti ar elektrodiem E1, E2 un C. Cietību mēra desmit (10) punktos no metinājuma centra līdz parastajam metālam ar 1 mm intervālu.
Rentgenstaru difraktometrs (D8 Discover, Bruker, Vācija), kas konfigurēts ar Bruker XRD Commander programmatūru datu vākšanai un Fe-filtrētam Cu-K-α starojumam ar enerģiju 8,04 keV, kas atbilst viļņa garumam 1,5406 Å un skenēšanas ātrumu 3 ° Skenēšanas diapazons (2θ) min-1 ir no 38 līdz 103° fāzes analīzei ar E1, E2 un C un BM elektrodiem DSS metinātajās šuvēs.Rietvelda precizēšanas metode tika izmantota, lai indeksētu sastāvdaļu fāzes, izmantojot MAUD programmatūru, ko aprakstīja Lutterotti39.Pamatojoties uz ASTM E1245-03, tika veikta elektrodu E1, E2 un C metināto savienojumu mikroskopisko attēlu kvantitatīvā metalogrāfiskā analīze, izmantojot Image J40 programmatūru.Ferīta-austenīta fāzes tilpuma daļas aprēķināšanas rezultāti, to vidējā vērtība un novirze doti tabulā.5. Kā parādīts konfigurācijas paraugā attēlā.6d, optiskās mikroskopijas (OM) analīze tika veikta PM un metinātiem savienojumiem ar elektrodiem E1 un E2, lai izpētītu paraugu morfoloģiju.Paraugi tika pulēti ar 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 un 2000 smilšpapīru ar silīcija karbīda (SiC) smilšpapīru.Pēc tam paraugi tika elektrolītiski kodināti 10% skābeņskābes ūdens šķīdumā istabas temperatūrā pie sprieguma 5 V 10 sekundes un novietoti uz LEICA DM 2500 M optiskā mikroskopa morfoloģiskai raksturošanai.Turpmāka parauga pulēšana tika veikta, izmantojot 2500 graudu silīcija karbīda (SiC) papīru SEM-GSE analīzei.Turklāt metināto savienojumu mikrostruktūra tika pārbaudīta, izmantojot īpaši augstas izšķirtspējas lauka emisijas skenēšanas elektronu mikroskopu (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, ASV), kas aprīkots ar EMF.20 × 10 × 6 mm paraugs tika slīpēts, izmantojot dažādus SiC smilšpapīrus, kuru izmērs bija no 120 līdz 2500. Paraugi tika elektrolītiski kodināti 40 g NaOH un 100 ml destilēta ūdens ar 5 V spriegumu 15 sekundes, un pēc tam uzstādīts uz paraugu turētāja, kas atrodas SEM kamerā, lai analizētu paraugus pēc kameras attīrīšanas ar slāpekli.Elektronu stars, ko ģenerē uzkarsēts volframa pavediens, rada paraugā režģi, lai radītu attēlus dažādos palielinājumos, un EML rezultāti ir iegūti, izmantojot Roche et al. metodes.41 un Mokobi 42 .
Lai novērtētu ar E1, E2 un C elektrodiem metinātu DSS 2205 plākšņu degradācijas potenciālu 3,5% NaCl vidē, tika izmantota elektroķīmiskās potenciodinamiskās polarizācijas metode saskaņā ar ASTM G59-9743 un ASTM G5-1444.Elektroķīmiskie testi tika veikti, izmantojot datorvadāmu Potentiostat-Galvanostat/ZRA aparātu (modelis: PC4/750, Gamry Instruments, ASV).Elektroķīmiskā pārbaude tika veikta trīs elektrodu testa iestatījumam: DSS 2205 kā darba elektrods, piesātinātais kalomela elektrods (SCE) kā atsauces elektrods un grafīta stienis kā pretelektrods.Mērījumi tika veikti, izmantojot elektroķīmisko elementu, kurā šķīduma darbības laukums bija darba elektroda laukums 0,78 cm2.Mērījumi tika veikti no -1,0 V līdz +1,6 V potenciāliem uz iepriekš stabilizētas OCP (attiecībā pret OCP) ar skenēšanas ātrumu 1,0 mV/s.
Elektroķīmiskās punktu veidošanās kritiskās temperatūras testi tika veikti 3,5% NaCl, lai novērtētu ar E1, E2 un C elektrodiem izgatavoto metināšanas šuvju pretestību.skaidri par punktveida potenciālu PB (starp pasīvo un transpasīvo reģionu), un metinātos paraugus ar E1, E2, elektrodiem C. Tāpēc tiek veikti CPT mērījumi, lai precīzi noteiktu metināšanas palīgmateriālu punktveida potenciālu.CPT testēšana tika veikta saskaņā ar dupleksajiem nerūsējošā tērauda metināšanas ziņojumiem45 un ASTM G150-1846.No katra metināmā tērauda (S-110A, E1-110A, E2-90A) tika izgriezti paraugi ar laukumu 1 cm2, ieskaitot pamatnes, metinājuma un HAZ zonas.Paraugi tika pulēti, izmantojot smilšpapīru un 1 µm alumīnija oksīda pulvera suspensiju saskaņā ar standarta metalogrāfisko paraugu sagatavošanas procedūrām.Pēc pulēšanas paraugus 2 minūtes ultraskaņā tīrīja acetonā.CPT testa šūnai tika pievienots 3,5% NaCl testa šķīdums un sākotnējā temperatūra tika noregulēta uz 25 °C, izmantojot termostatu (Neslab RTE-111).Pēc sākotnējās testa temperatūras 25 ° C sasniegšanas Ar gāze tika izpūsta 15 minūtes, pēc tam paraugi tika ievietoti kamerā un OCF tika mērīts 15 minūtes.Pēc tam paraugs tika polarizēts, pieliekot 0, 3 V spriegumu sākotnējā 25 ° C temperatūrā, un strāvu mēra 10 minūtes45.Sāciet karsēt šķīdumu ar ātrumu 1 °C/min līdz 50 °C.Testa šķīduma sildīšanas laikā temperatūras sensors tiek izmantots, lai nepārtraukti uzraudzītu šķīduma temperatūru un saglabātu laika un temperatūras datus, un potenciostats/galvanostats tiek izmantots strāvas mērīšanai.Kā pretelektrods tika izmantots grafīta elektrods, un visi potenciāli tika mērīti attiecībā pret Ag / AgCl atsauces elektrodu.Visā testa laikā tika veikta argona attīrīšana.
Uz att.1. attēlā parādīts plūsmas komponentu F1 un F2 sastāvs (masas procentos), ko izmanto attiecīgi sārmainu (E1) un skābju (E2) elektrodu ražošanai.Plūsmas bāzes indekss tiek izmantots, lai prognozētu metināto savienojumu mehāniskās un metalurģiskās īpašības.F1 ir plūsmas sastāvdaļa, ko izmanto E1 elektrodu pārklāšanai, ko sauc par sārmaino plūsmu, jo tās bāzes indekss ir > 1,2 (ti, 2,40), un F2 ir plūsma, ko izmanto E2 elektrodu pārklāšanai, ko sauc par skābes plūsmu tās bāziskuma dēļ. indekss < 0,9 (ti, 2,40).0,40).Ir skaidrs, ka elektrodiem, kas pārklāti ar bāzes plūsmu, vairumā gadījumu ir labākas mehāniskās īpašības nekā elektrodiem, kas pārklāti ar skābām plūsmām.Šis raksturlielums ir atkarīgs no pamata oksīda dominēšanas elektroda E1 plūsmas sastāva sistēmā.Gluži pretēji, izdedžu atdalīšana (atdalāmība) un zemā šļakatas, kas novērotas savienojumos, kas metināti ar E2 elektrodiem, ir raksturīgi elektrodiem ar skābu plūsmas pārklājumu ar augstu rutila saturu.Šis novērojums saskan ar Gill47 konstatējumiem, ka rutila satura ietekme uz sārņu atdalāmību un ar skābes plūsmu pārklātu elektrodu zemo šļakatu veicina ātru izdedžu sasalšanu.Kaolīns plūsmas sistēmā, ko izmantoja elektrodu E1 un E2 pārklāšanai, tika izmantots kā smērviela, un talka pulveris uzlaboja elektrodu ekstrudējamību.Kālija silikāta saistvielas plūsmas sistēmās veicina labāku loka aizdegšanos un darbības stabilitāti, un papildus to adhezīvām īpašībām uzlabo izdedžu atdalīšanu metinātajos izstrādājumos.Tā kā CaCO3 ir plūsmas necaurlaidējs (izdedžu lauzējs) un metināšanas laikā mēdz radīt daudz dūmu, termiski sadaloties CaO un apmēram 44% CO2, TiO2 (kā tīkla veidotājs/izdedžu veidotājs) palīdz samazināt daudzumu. dūmi metināšanas laikā.metināšanu un tādējādi uzlabo izdedžu atdalāmību, kā ierosināja Jing et al.48.Fluora plūsma (CaF2) ir ķīmiski agresīva plūsma, kas uzlabo lodēšanas tīrību.Jastrzębska et al.49 ziņoja par šī plūsmas sastāva fluora sastāva ietekmi uz metināšanas šuvju tīrības īpašībām.Parasti plūsma tiek pievienota metināšanas vietai, lai uzlabotu loka stabilitāti, pievienotu leģējošus elementus, veidotu izdedžus, palielinātu produktivitāti un uzlabotu metināšanas baseina 50 kvalitāti.
Attēlos parādītās TGA-DTG līknes.2a un 2b parāda trīspakāpju svara zudumu, karsējot temperatūras diapazonā no 30 līdz 1000 ° C slāpekļa atmosfērā.Rezultāti 2.a un b attēlā parāda, ka bāzes un skābās plūsmas paraugiem TGA līkne samazinās tieši uz leju, līdz tā beidzot kļūst paralēla temperatūras asij, attiecīgi ap 866,49 °C un 849,10 °C.Svara zudums 1,30% un 0,81% TGA līkņu sākumā 2.a un 2.b attēlā ir saistīts ar mitrumu, ko absorbē plūsmas komponenti, kā arī virsmas mitruma iztvaikošanu un dehidratāciju.Galvenās plūsmas paraugu galvenie sadalījumi otrajā un trešajā posmā attēlā.2a radās temperatūras diapazonā no 619,45 °C līdz 766,36 °C un 766,36 °C–866,49 °C, un to svara zuduma procentuālais daudzums bija 2,84 un 9,48%., attiecīgi.Savukārt skābās plūsmas paraugiem 7.b attēlā, kas bija temperatūras diapazonā no 665,23 °C–745,37 °C un 745,37 °C–849,10 °C, to procentuālais svara zudums bija attiecīgi 0,81 un 6,73%, ko attiecināja uz termiskā sadalīšanās.Tā kā plūsmas sastāvdaļas ir neorganiskas, gaistošās vielas ir ierobežotas ar plūsmas maisījumu.Tāpēc reducēšana un oksidēšana ir briesmīga.Tas atbilst Balogun et al.51, Kamli et al.52 un Adeleke et al.53 rezultātiem.Attēlā novērotā plūsmas parauga masas zuduma summa.2a un 2b ir attiecīgi 13,26% un 8,43%.Mazāks plūsmas paraugu masas zudums attēlā.2b ir saistīts ar augstajiem TiO2 un SiO2 kušanas punktiem (attiecīgi 1843 un 1710°C) kā galvenajiem oksīdiem, kas veido kušanas maisījumu54,55, savukārt TiO2 un SiO2 ir zemāki kušanas punkti.kušanas temperatūra Primārais oksīds: CaCO3 (825 °C) plūsmas paraugā att.2a56.Par šīm primāro oksīdu kušanas temperatūras izmaiņām plūsmas maisījumos labi ziņo Shi et al.54, Ringdalen et al.55 un Du et al.56.Novērojot nepārtrauktu svara zudumu 2.a un 2.b attēlā, var secināt, ka E1 un E2 elektrodu pārklājumos izmantotie plūsmas paraugi tiek sadalīti vienā solī, kā to ierosina Brauns57.Procesa temperatūras diapazonu var redzēt no atvasinājumu līknēm (wt%) attēlā.2a un b.Tā kā TGA līkne nevar precīzi aprakstīt konkrēto temperatūru, kurā plūsmas sistēmā notiek fāzes maiņa un kristalizācija, TGA atvasinājumu izmanto, lai noteiktu katras parādības (fāzes maiņas) precīzu temperatūras vērtību kā endotermisko maksimumu plūsmas sistēmas sagatavošanai.
TGA-DTG līknes, kas parāda (a) sārmainās plūsmas termisko sadalīšanos E1 elektrodu pārklājumam un (b) skābes plūsmas E2 elektrodu pārklājumam.
4. tabulā parādīti parastā metāla DSS 2205 spektrofotometriskās analīzes un SEM-EDS analīzes rezultāti un metinātās šuves, kas izgatavotas, izmantojot E1, E2 un C elektrodus.E1 un E2 parādīja, ka hroma (Cr) saturs strauji samazinājās līdz 18,94 un 17,04%, un molibdēna (Mo) saturs bija attiecīgi 0,06 un 0,08%.metināto šuvju vērtības ar elektrodiem E1 un E2 ir zemākas.Tas nedaudz atbilst aprēķinātajai PREN vērtībai ferīta-austenīta fāzei no SEM-EDS analīzes.Līdz ar to var redzēt, ka bedrīšu veidošanās sākas posmā ar zemām PREN vērtībām (metinātās šuves no E1 un E2), pamatā kā aprakstīts 4. tabulā. Tas liecina par sakausējuma noplicināšanos un iespējamu nogulsnēšanos metinātajā šuvē.Pēc tam Cr un Mo sakausējošo elementu satura samazināšanās metinātajās šuvēs, kas izgatavotas, izmantojot elektrodus E1 un E2, un to zemās punktveida ekvivalentās vērtības (PREN) ir parādītas 4. tabulā, kas rada problēmas ar pretestības saglabāšanu agresīvā vidē, īpaši hlorīdu vidē.- saturoša vide.Salīdzinoši augstais niķeļa (Ni) saturs 11,14% un pieļaujamā mangāna satura robeža E1 un E2 elektrodu metinātajos savienojumos, iespējams, pozitīvi ietekmēja jūras ūdens imitācijas apstākļos izmantoto šuvju mehāniskās īpašības (3. att. ).tika izgatavoti, izmantojot Yuan un Oy58 un Jing et al.48 darbu par augstu niķeļa un mangāna sastāvu ietekmi uz DSS metināto konstrukciju mehānisko īpašību uzlabošanu smagos ekspluatācijas apstākļos.
Stiepes testa rezultāti (a) UTS un 0,2% sag YS un (b) vienmērīgam un pilnam pagarinājumam un to standarta novirzēm.
Pamatmateriāla (BM) un no izstrādātajiem elektrodiem (E1 un E2) un komerciāli pieejamā elektroda (C) metināto savienojumu stiprības īpašības tika novērtētas pie divām dažādām metināšanas strāvām 90 A un 110 A. 3(a) un (b) parāda UTS, YS ar 0,2% nobīdi kopā ar to pagarinājuma un standarta novirzes datiem.UTS un YS kompensācijas rezultāti 0,2% apmērā, kas iegūti no 1.3a parādītas optimālās vērtības paraugam Nr.1 (BM), parauga Nr.3 (metinājums E1), paraugs Nr.5 (metinājums E2) un paraugs Nr.6 (metinātās šuves ar C) ir attiecīgi 878 un 616 MPa, 732 un 497 MPa, 687 un 461 MPa un 769 un 549 MPa, un to attiecīgās standarta novirzes.No att.110 A) ir attiecīgi paraugi ar numuru 1, 2, 3, 6 un 7, kuru minimālās ieteicamās stiepes īpašības pārsniedz 450 MPa stiepes pārbaudē un 620 MPa stiepes testā, ko ierosinājis Grocki32.Metināto paraugu pagarinājums ar elektrodiem E1, E2 un C, kas attēloti ar paraugiem Nr. 2, Nr. 3, Nr. 4, Nr. 5, Nr. 6 un Nr. 7, pie metināšanas strāvas 90 A un 110 A, attiecīgi atspoguļo plastiskumu un godīgumu.attiecībā pret parastajiem metāliem.Mazāks pagarinājums tika skaidrots ar iespējamiem metināšanas defektiem vai elektrodu plūsmas sastāvu (3.b att.).Var secināt, ka BM dupleksa nerūsējošā tērauda un metinātajiem savienojumiem ar E1, E2 un C elektrodiem kopumā ir ievērojami augstākas stiepes īpašības to relatīvi lielā niķeļa satura dēļ (4. tabula), taču šī īpašība tika novērota metinātajos šuvēs.Mazāk efektīvu E2 iegūst no plūsmas skābā sastāva.Gunn59 demonstrēja niķeļa sakausējumu ietekmi uz metināto savienojumu mehānisko īpašību uzlabošanu un fāzes līdzsvara un elementu sadalījuma kontroli.Tas vēlreiz apstiprina faktu, ka elektrodiem, kas izgatavoti no pamata plūsmas kompozīcijām, ir labākas mehāniskās īpašības nekā elektrodiem, kas izgatavoti no skābiem plūsmas maisījumiem, kā ierosina Bang et al.60.Tādējādi ir dots būtisks ieguldījums esošajās zināšanās par jaunā pārklājuma elektroda (E1) metinātā savienojuma īpašībām ar labām stiepes īpašībām.
Uz att.4.a un 4.b attēlā parādīti elektrodu E1, E2 un C metināto savienojumu eksperimentālo paraugu Vickers mikrocietības raksturlielumi. 4a parādīti cietības rezultāti, kas iegūti no viena parauga virziena (no WZ uz BM), un att.4b parāda cietības rezultātus, kas iegūti abās parauga pusēs.Cietības vērtības, kas iegūtas, metinot paraugus Nr. 2, 3, 4 un 5, kas ir metinātie savienojumi ar elektrodiem E1 un E2, var būt saistīti ar rupjgraudainu struktūru sacietēšanas laikā metināšanas ciklos.Straujš cietības pieaugums tika novērots gan rupjgraudainajā HAZ, gan visu paraugu Nr.2-7 smalkgraudainajā HAZ (skat. paraugu kodus 2.tabulā), kas skaidrojams ar iespējamu izmaiņu mikrostruktūrā. metinātā šuve hroma-metinājuma paraugu rezultātā ir bagāta ar emisijām (Cr23C6) .Salīdzinot ar citiem 2., 3., 4. un 5. metināšanas paraugiem, parauga Nr. 6 un 7 metināto savienojumu cietības vērtības Zīm.4a un 4b iepriekš (2. tabula).Saskaņā ar Mohammed et al.61 un Nowacki un Lukoje62, tas var būt saistīts ar augsto ferīta δ vērtību un inducētajiem atlikušajiem spriegumiem metinātajā šuvē, kā arī sakausējuma elementu, piemēram, Mo un Cr, samazināšanos metinātajā šuvē.Šķiet, ka visu aplūkoto eksperimentālo paraugu cietības vērtības BM apgabalā ir konsekventas.Tendence metināto paraugu cietības analīzes rezultātos saskan ar citu pētnieku secinājumiem61,63,64.
DSS paraugu metināto savienojumu cietības vērtības (a) metināto paraugu pusei un (b) pilnai metināto savienojumu daļai.
Tika iegūtas dažādas fāzes, kas atrodas metinātajā DSS 2205 ar E1, E2 un C elektrodiem, un XRD spektri difrakcijas leņķim 2\(\theta\) ir parādīti 5. attēlā. Austenīta pīķi (\(\gamma\) ) un ferīta (\(\alpha\)) fāzes tika identificētas pie 43° un 44° difrakcijas leņķiem, pārliecinoši apstiprinot, ka metinājuma sastāvs ir divfāzu 65 nerūsējošais tērauds.ka DSS BM parāda tikai austenīta (\(\gamma\)) un ferīta (\(\alpha\)) fāzes, kas apstiprina 1. un 2. attēlā parādītos mikrostrukturālos rezultātus. 6c, 7c un 9c.Ferīta (\(\alpha\)) fāze, kas novērota ar DSS BM, un augstais maksimums metinātajā šuvē uz elektrodu C norāda uz tā izturību pret koroziju, jo šīs fāzes mērķis ir palielināt tērauda izturību pret koroziju, kā to ir izdarījuši Deivisons un Redmonds66. teikts, ferīta stabilizējošu elementu, piemēram, Cr un Mo, klātbūtne efektīvi stabilizē materiāla pasīvo plēvi hlorīdu saturošā vidē.5. tabulā ir parādīta ferīta-austenīta fāze ar kvantitatīvo metalogrāfiju.Ferīta-austenīta fāzes tilpuma daļas attiecība elektroda C metinātajos savienojumos tiek sasniegta aptuveni (≈1:1).Zema ferīta (\(\alpha\)) fāzes sastāvs šuvēm, izmantojot E1 un E2 elektrodus tilpuma frakcijas rezultātos (5. tabula) norāda uz iespējamu jutību pret korozīvu vidi, ko apstiprināja elektroķīmiskā analīze.apstiprināts (10.a, b) att.), jo ferīta fāze nodrošina augstu izturību un aizsardzību pret hlorīda izraisītu sprieguma korozijas plaisāšanu.To vēl vairāk apstiprina zemās cietības vērtības, kas novērotas elektrodu E1 un E2 metinātajās šuvēs attēlā.4a,b, ko izraisa zemais ferīta īpatsvars tērauda konstrukcijā (5. tabula).Nesabalansētu austenīta (\(\gamma\)) un ferīta (\(\alpha\)) fāžu klātbūtne metinātajos savienojumos, izmantojot E2 elektrodus, norāda uz tērauda faktisko neaizsargātību pret vienmērīgu korozijas iedarbību.Gluži pretēji, metināto savienojumu ar E1 un C elektrodiem divfāzu tēraudu XPA spektri kopā ar BM rezultātiem parasti norāda uz austenīta un ferīta stabilizējošu elementu klātbūtni, kas padara materiālu noderīgu būvniecībā un naftas ķīmijas rūpniecībā. , jo argumentēja Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Šamants un citi67.
E1 elektrodu metināto savienojumu optiskie mikrogrāfi ar dažādu metinājuma ģeometriju: (a) HAZ, kurā parādīta saplūšanas līnija, (b) HAZ, kas parāda saplūšanas līniju ar lielāku palielinājumu, (c) BM ferīta-austenīta fāzei, (d) metinājuma ģeometrija , (e) parāda pārejas zonu tuvumā, (f) HAZ parāda ferīta-austenīta fāzi ar lielāku palielinājumu, (g) Metināšanas zona parāda ferīta-austenīta fāzi Stiepes fāze.
E2 elektrodu metinājumu optiskie mikrogrāfi dažādās metināšanas ģeometrijās: (a) HAZ, kas parāda saplūšanas līniju, (b) HAZ, kas parāda saplūšanas līniju ar lielāku palielinājumu, (c) BM ferīta-austenīta tilpuma fāzei, (d) metinājuma ģeometrija, (e) ) parāda pārejas zonu tuvumā, (f) HAZ parāda ferīta-austenīta fāzi ar lielāku palielinājumu, (g) metināšanas zonu, kas parāda ferīta-austenīta fāzi.
Attēlos 6a–c un, piemēram, parādīta DSS savienojumu metalogrāfiskā struktūra, kas metināta, izmantojot E1 elektrodu dažādās metināšanas ģeometrijās (6.d attēls), norādot, kur tika uzņemti optiskie mikrogrāfi dažādos palielinājumos.Uz att.6a, b, f – metināto savienojumu pārejas zonas, kas demonstrē ferīta-austenīta fāzu līdzsvara struktūru.Attēlos 7a-c un, piemēram, parādīta arī DSS savienojuma OM, kas metināta, izmantojot E2 elektrodu dažādās metināšanas ģeometrijās (7.d attēls), attēlojot OM analīzes punktus dažādos palielinājumos.Uz att.7a,b,f attēlo metinātā savienojuma pārejas zonu ferīta-austenīta līdzsvarā.OM metināšanas zonā (WZ) ir parādīts attēlā.1 un att.2. Metināšanas šuves elektrodiem E1 un E2 attiecīgi 6g un 7g.OM uz BM ir parādīts 1. un 2. attēlā. Att.6c, e un 7c, e attēlos attiecīgi metināto savienojumu gadījums ar elektrodiem E1 un E2.Gaišais laukums ir austenīta fāze, bet tumši melnais laukums ir ferīta fāze.Fāzu līdzsvars siltuma ietekmētajā zonā (HAZ) netālu no saplūšanas līnijas liecināja par Cr2N nogulšņu veidošanos, kā parādīts SEM-GSE mikrogrāfijās 1.8a, b un apstiprināts attēlā.9a,b.Attēlos paraugu ferīta fāzē novērotā Cr2N klātbūtne.8a,b un apstiprināts ar SEM-EMF punktu analīzi un metināto detaļu EMF līniju diagrammām (9.a-b att.), ir saistīts ar augstāku metināšanas siltuma temperatūru.Cirkulācija paātrina hroma un slāpekļa ievadīšanu, jo augsta temperatūra metinātajā šuvē palielina slāpekļa difūzijas koeficientu.Šie rezultāti apstiprina Ramirez et al.68 un Herenyu et al.69 pētījumus, kas parāda, ka neatkarīgi no slāpekļa satura Cr2N parasti tiek nogulsnēts uz ferīta graudiem, graudu robežām un α/\(\gamma\) robežām, kā arī ierosina citi pētnieki.70.71.
a) punktveida SEM-EMF analīze (1, 2 un 3) metinātajam savienojumam ar E2;
Reprezentatīvo paraugu virsmas morfoloģija un tiem atbilstošie EML ir parādīti 3.10a–c.Uz att.10.a un 10.b attēlā parādīti metināto savienojumu SEM mikrogrāfi un to EMF spektri, izmantojot elektrodus E1 un E2 attiecīgi metināšanas zonā, un att.10c parāda SEM mikrogrāfiju un EMF spektrus OM, kas satur austenīta (\(\gamma\)) un ferīta (\(\alpha\)) fāzes bez nogulsnēm.Kā parādīts EDS spektrā 10.a attēlā, Cr (21,69 mas.%) un Mo (2,65 mas.%) procentuālais daudzums salīdzinājumā ar 6,25 mas.% Ni sniedz priekšstatu par atbilstošo ferīta-austenīta fāzes līdzsvaru.Mikrostruktūra ar lielu hroma (15,97 mas.%) un molibdēna (1,06 mas.%) satura samazinājumu salīdzinājumā ar augstu niķeļa saturu (10,08 mas.%) elektroda E2 metinātā savienojuma mikrostruktūrā, kas parādīta attēlā att.1. Salīdziniet.EML spektrs 10b.Asiņveida forma ar smalkāk graudainu austenīta struktūru, kas redzama attēlā redzamajā WZ.10b apstiprina iespējamo feritizējošo elementu (Cr un Mo) samazināšanos metinātajā šuvē un hroma nitrīda (Cr2N) – austenīta fāzes – nogulsnēšanos.Nokrišņu daļiņu sadalījums pa DSS metināto savienojumu austenīta (\(\gamma\)) un ferīta (\(\alpha\)) fāzes robežām apstiprina šo apgalvojumu72,73,74.Tas arī izraisa tā slikto izturību pret koroziju, jo Cr tiek uzskatīts par galveno elementu pasīvās plēves veidošanai, kas uzlabo tērauda vietējo izturību pret koroziju59,75, kā parādīts 10.b attēlā.Var redzēt, ka BM SEM mikrogrāfijā 10.c attēlā uzrāda spēcīgu graudu izsmalcinātību, jo tā EDS spektra rezultāti parāda Cr (23,32 masas%), Mo (3,33 masas%) un Ni (6,32 masas%).%) labas ķīmiskās īpašības.%) kā svarīgu leģējošu elementu DSS76 struktūras ferīta-austenīta fāzes līdzsvara mikrostruktūras pārbaudei.E1 elektroda metināto savienojumu kompozīcijas EMF spektroskopiskās analīzes rezultāti attaisno tā izmantošanu būvniecībā un nedaudz agresīvā vidē, jo austenīta veidotāji un ferīta stabilizatori mikrostruktūrā atbilst DSS AISI 220541.72 metināto savienojumu standartam, 77.
Metināto savienojumu SEM mikrogrāfijas, kur (a) metināšanas zonas elektrodam E1 ir EML spektrs, (b) metināšanas zonas elektrodam E2 ir EML spektrs, (c) OM ir EML spektrs.
Praksē ir novērots, ka DSS šuves sacietē pilnībā ferīta (F režīmā) režīmā, austenīta kodoliem veidojoties zem ferīta solvusa temperatūras, kas galvenokārt ir atkarīga no hroma un niķeļa ekvivalenta attiecības (Creq/Nieq) (> 1,95 veido režīmu F) Daži pētnieki ir pamanījuši šo tērauda efektu, jo Cr un Mo kā ferītu veidojošie elementi ferīta fāzē ir spēcīgas difūzijas spējas8078,79.Ir skaidrs, ka DSS 2205 BM satur lielu daudzumu Cr un Mo (uzrāda lielāku Creq), bet tajā ir mazāks Ni saturs nekā metinātajā šuvē ar E1, E2 un C elektrodiem, kas veicina lielāku Creq/Nieq attiecību.Tas ir redzams arī pašreizējā pētījumā, kā parādīts 4. tabulā, kur Creq/Nieq attiecība tika noteikta DSS 2205 BM virs 1,95.Redzams, ka metinātās šuves ar elektrodiem E1, E2 un C sacietē attiecīgi austenīta-ferīta režīmā (AF režīms), austenīta režīmā (A režīms) un ferīta-austenīta režīmā, jo ir lielāks tilpuma režīma saturs (FA režīms) .), kā parādīts 4. tabulā, Ni, Cr un Mo saturs metinātajā šuvē ir mazāks, kas norāda, ka Creq/Nieq attiecība ir zemāka nekā BM.Primārajam ferītam E2 elektrodu metinātajās šuvēs bija vermikulāra ferīta morfoloģija, un noteiktā Creq/Nieq attiecība bija 1,20, kā aprakstīts 4. tabulā.
Uz att.11.a attēlā parādīts atvērtās ķēdes potenciāls (OCP) pret laiku AISI DSS 2205 tērauda konstrukcijai 3,5% NaCl šķīdumā.Var redzēt, ka ORP līkne nobīdās uz pozitīvāku potenciālu, kas norāda uz pasīvas plēves parādīšanos uz metāla parauga virsmas, potenciāla kritums norāda uz vispārinātu koroziju, un gandrīz nemainīgs potenciāls laika gaitā norāda uz parauga veidošanos. pasīvā filma laika gaitā., Parauga virsma ir stabila, un tai ir lipīgs 77. Līknes attēlo eksperimentālos substrātus stabilos apstākļos visiem paraugiem elektrolītā, kas satur 3,5% NaCl šķīdumu, izņemot 7. paraugu (metināšanas savienojums ar C-elektrodu), kas liecina par nelielu nestabilitāti.Šo nestabilitāti var salīdzināt ar hlorīda jonu (Cl-) klātbūtni šķīdumā, kas var ievērojami paātrināt korozijas reakciju, tādējādi palielinot korozijas pakāpi.Novērojumi OCP skenēšanas laikā bez pielietota potenciāla parādīja, ka Cl reakcijā var ietekmēt paraugu pretestību un termodinamisko stabilitāti agresīvā vidē.Ma et al.81 un Lotho et al.5 apstiprināja apgalvojumu, ka Cl- spēlē lomu pasīvo plēvju noārdīšanās paātrināšanā uz pamatnēm, tādējādi veicinot turpmāku nodilumu.
Pētīto paraugu elektroķīmiskā analīze: (a) RSD evolūcija atkarībā no laika un (b) paraugu potenciodinamiskā polarizācija 3,5% NaCl šķīdumā.
Uz att.11b ir parādīta elektrodu E1, E2 un C metināto savienojumu potenciodinamiskās polarizācijas līkņu (PPC) salīdzinošā analīze 3,5% NaCl šķīduma ietekmē.Metinātie BM paraugi PPC un 3, 5% NaCl šķīdumā uzrādīja pasīvu uzvedību.5. tabulā parādīti no PPC līknēm iegūto paraugu elektroķīmiskās analīzes parametri, piemēram, Ecorr (korozijas potenciāls) un Epit (punktveida korozijas potenciāls) un ar tiem saistītās novirzes.Salīdzinot ar citiem paraugiem Nr. 2 un Nr. 5, metināti ar elektrodiem E1 un E2, paraugi Nr. 1 un Nr. 7 (BM un metinātie savienojumi ar elektrodu C) uzrādīja augstu punktveida korozijas potenciālu NaCl šķīdumā (11.b att. ).Pirmās augstākās pasivējošās īpašības salīdzinājumā ar otrajām ir saistītas ar tērauda mikrostrukturālā sastāva līdzsvaru (austenīta un ferīta fāzes) un leģējošo elementu koncentrāciju.Tā kā mikrostruktūrā ir ferīta un austenīta fāzes, Resendea et al.82 atbalstīja DSS pasīvo uzvedību agresīvos plašsaziņas līdzekļos.Ar E1 un E2 elektrodiem metināto paraugu zemā veiktspēja var būt saistīta ar galveno sakausējuma elementu, piemēram, Cr un Mo, samazināšanos metināšanas zonā (WZ), jo tie stabilizē ferīta fāzi (Cr un Mo), darbojas kā pasivatori Sakausējumi oksidētu tēraudu austenīta fāzē.Šo elementu ietekme uz punktveida pretestību ir lielāka austenīta fāzē nekā ferīta fāzē.Šī iemesla dēļ ferīta fāze tiek pasivēta ātrāk nekā austenīta fāze, kas saistīta ar polarizācijas līknes pirmo pasivācijas apgabalu.Šiem elementiem ir ievērojama ietekme uz DSS punktveida pretestību, jo tiem ir lielāka pretestība pret punktveida veidošanos austenīta fāzē, salīdzinot ar ferīta fāzi.Tāpēc ferīta fāzes ātrā pasivēšana ir par 81% augstāka nekā austenīta fāzei.Lai gan Cl-in šķīdumam ir spēcīga negatīva ietekme uz tērauda plēves pasivēšanas spēju83.Līdz ar to parauga pasivējošās plēves stabilitāte tiks ievērojami samazināta84.No tabulas.6 arī parāda, ka metināto savienojumu korozijas potenciāls (Ecorr) ar E1 elektrodu ir nedaudz mazāk stabils šķīdumā, salīdzinot ar metinātajiem savienojumiem ar E2 elektrodu.To apstiprina arī metināto šuvju zemās cietības vērtības, izmantojot elektrodus E1 un E2 attēlā.4a,b, kas ir saistīts ar zemo ferīta saturu (5. tabula) un zemo hroma un molibdēna saturu (4. tabula) tērauda konstrukcijā, kas izgatavota no.Var secināt, ka tēraudu izturība pret koroziju imitētajā jūras vidē palielinās, samazinoties metināšanas strāvai, un samazinās ar zemu Cr un Mo saturu un zemu ferīta saturu.Šis apgalvojums saskan ar Salim et al.85 pētījumu par metināšanas parametru, piemēram, metināšanas strāvas, ietekmi uz metināto tēraudu korozijas integritāti.Hlorīdam iekļūstot tēraudā ar dažādiem līdzekļiem, piemēram, kapilāru absorbciju un difūziju, veidojas nevienmērīgas formas un dziļuma bedres (punktu korozija).Mehānisms ir ievērojami atšķirīgs augstāka pH šķīdumos, kur apkārtējās (OH-) grupas vienkārši tiek piesaistītas tērauda virsmai, stabilizējot pasīvo plēvi un nodrošinot papildu aizsardzību tērauda virsmai25,86.Paraugu Nr. 1 un Nr. 7 labākā izturība pret koroziju galvenokārt ir saistīta ar lielu daudzumu δ-ferīta (5. tabula) un liela daudzuma Cr un Mo (4. tabula) klātbūtnes tērauda konstrukcijā, jo punktveida korozijas līmenis galvenokārt ir tēraudā, kas metināts ar DSS metodi, detaļu austenīta fāzes struktūrā.Tādējādi sakausējuma ķīmiskajam sastāvam ir izšķiroša nozīme metinātā savienojuma korozijas veiktspējā87,88.Turklāt tika novērots, ka paraugi, kas šajā pētījumā metināti, izmantojot E1 un C elektrodus, uzrādīja zemākas Ecorr vērtības no PPC līknēm nekā paraugi, kas metināti, izmantojot E2 elektrodu no OCP līknēm (5.Tāpēc anoda apgabals sākas ar zemāku potenciālu.Šīs izmaiņas galvenokārt ir saistītas ar parauga virsmas izveidotā pasivācijas slāņa daļēju stabilizāciju un katoda polarizāciju, kas notiek pirms pilnīgas OCP89 stabilizācijas.Uz att.12a un b attēlo eksperimentāli korodētu paraugu 3D optisko profilētāju attēlus dažādos metināšanas apstākļos.Var redzēt, ka paraugu punktkorozijas izmērs palielinās līdz ar zemāku punktveida korozijas potenciālu, ko rada liela metināšanas strāva 110 A (12.b att.), kas ir salīdzināms ar punktveida korozijas izmēru, kas iegūts metinātām šuvēm ar zemāku metināšanas strāvas attiecību 90 A. (12.a att.).Tas apstiprina Mohammed90 apgalvojumu, ka uz parauga virsmas veidojas slīdošās joslas, lai iznīcinātu virsmas pasivācijas plēvi, pakļaujot substrātu 3,5% NaCl šķīdumam tā, ka hlorīds sāk uzbrukt, izraisot materiāla izšķīšanu.
SEM-EDS analīze 4. tabulā parāda, ka katras austenīta fāzes PREN vērtības ir augstākas nekā ferīta vērtības visās šuvēs un BM.Punktu veidošanās sākšanās ferīta/austenīta saskarnē paātrina pasīvā materiāla slāņa iznīcināšanu, jo šajās zonās notiek elementu neviendabīgums un segregācija91.Atšķirībā no austenīta fāzes, kur punktveida pretestības ekvivalenta (PRE) vērtība ir augstāka, ferīta fāzē punktu veidošanās iniciācija ir saistīta ar zemāku PRE vērtību (4. tabula).Šķiet, ka austenīta fāze satur ievērojamu daudzumu austenīta stabilizatora (slāpekļa šķīdība), kas nodrošina augstāku šī elementa koncentrāciju un līdz ar to arī lielāku izturību pret bedrīšu veidošanos92.
Uz att.13. attēlā parādītas kritiskās punktveida temperatūras līknes E1, E2 un C metinātām šuvēm.Ņemot vērā, ka strāvas blīvums palielinājās līdz 100 µA/cm2, jo ASTM testa laikā radās urbumi, ir skaidrs, ka @110A metinājumam ar E1 uzrādīja minimālo punktu veidošanās kritisko temperatūru 27,5 °C, kam sekoja E2 @ 90A lodēšana, uzrāda CPT 40 °C, un C@110A gadījumā augstākā CPT ir 41°C.Novērotie rezultāti labi saskan ar novērotajiem polarizācijas testu rezultātiem.
Duplekso nerūsējošā tērauda metinājumu mehāniskās īpašības un korozijas izturēšanās tika pētītas, izmantojot jaunos E1 un E2 elektrodus.SMAW procesā izmantotais sārmainais elektrods (E1) un skābais elektrods (E2) tika veiksmīgi pārklāti ar plūsmas sastāvu ar kopējo pārklājuma attiecību 1, 7 mm un sārma indeksu attiecīgi 2, 40 un 0, 40.Ir novērtēta tādu plūsmu termiskā stabilitāte, kas sagatavotas, izmantojot TGA inertā vidē.Augsts TiO2 saturs (%) plūsmas matricā uzlaboja sārņu atdalīšanu no metinātajām šuvēm elektrodiem, kas pārklāti ar skābu plūsmu (E2), salīdzinot ar elektrodiem, kas pārklāti ar bāzes plūsmu (E1).Lai gan diviem pārklātajiem elektrodiem (E1 un E2) ir laba loka palaišanas spēja.Metināšanas apstākļiem, īpaši siltuma padevei, metināšanas strāvai un ātrumam, ir izšķiroša nozīme, lai panāktu DSS 2205 metinājuma šuvju austenīta/ferīta fāzes līdzsvaru un metinājuma šuves izcilās mehāniskās īpašības.Ar E1 elektrodu metinātie savienojumi uzrādīja lieliskas stiepes īpašības (bīde 0,2% YS = 497 MPa un UTS = 732 MPa), kas apstiprina, ka pamata plūsmas pārklājuma elektrodiem ir augsts bāziskuma indekss salīdzinājumā ar skābes plūsmas pārklājuma elektrodiem.Elektrodiem ir labākas mehāniskās īpašības ar zemu sārmainību.Ir acīmredzams, ka elektrodu metinātajos savienojumos ar jaunu pārklājumu (E1 un E2) nav ferīta-austenīta fāzes līdzsvara, kas tika atklāts, izmantojot metinājuma OES un SEM-EDS analīzi un kvantificēts ar tilpuma daļu metināto šuvi.Metalogrāfija apstiprināja viņu SEM pētījumu.mikrostruktūras.Tas galvenokārt ir saistīts ar sakausējuma elementu, piemēram, Cr un Mo, samazināšanos un iespējamo Cr2N izdalīšanos metināšanas laikā, ko apstiprina EDS līnijas skenēšana.To vēl vairāk apstiprina zemās cietības vērtības, kas novērotas metinātajās šuvēs ar E1 un E2 elektrodiem, jo ​​to tērauda konstrukcijā ir zems ferīta un leģējošo elementu īpatsvars.E1 elektrodu metināto šuvju pierādījuma korozijas potenciāls (Ecorr) izrādījās nedaudz mazāk izturīgs pret šķīduma koroziju, salīdzinot ar šuvēm, kurās izmanto E2 elektrodu.Tas apstiprina jaunizstrādāto elektrodu efektivitāti metinātajās šuvēs, kas pārbaudītas 3,5% NaCl vidē bez plūsmas maisījuma sakausējuma sastāva.Var secināt, ka korozijas izturība imitētajā jūras vidē palielinās, samazinoties metināšanas strāvai.Tādējādi karbīdu un nitrīdu nogulsnēšanās un sekojošā metināto savienojumu izturības pret koroziju samazināšanās, izmantojot E1 un E2 elektrodus, tika izskaidrota ar palielinātu metināšanas strāvu, kas izraisīja divējāda lietojuma tēraudu metināto savienojumu fāžu līdzsvara nelīdzsvarotību.
Pēc pieprasījuma datus šim pētījumam sniegs attiecīgais autors.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. un Liimatainen J. Superdupleksa nerūsējošā tērauda mikrostruktūra, kas veidota ar pulvermetalurģijas karsto izostatisku presēšanu rūpnieciskajā termiskajā apstrādē.Metāls.alma mater.transs.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. un Kitagawa Y. Mikrostruktūras kontrole mūsdienu nerūsējošā tērauda savienošanā.In Processing New Materials for Advanced Electromagnetic Energy, 419–422 (2005).
Smook O. Modernās pulvermetalurģijas superduplekso nerūsējošo tēraudu mikrostruktūra un īpašības.Karaliskais tehnoloģiju institūts (2004)
Lotto, TR un Babalola, P. AA1070 alumīnija un silīcija karbīda matricas kompozītmateriālu polarizācijas korozijas uzvedība un mikrostrukturālā analīze skābes hlorīda koncentrācijās.Pārliecinošs inženieris.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. un Ferro P. Duplekso un superduplekso nerūsējošo tēraudu metināšanas process, mikrostruktūras izmaiņas un galīgās īpašības.Dupleksais nerūsējošais tērauds 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. un Karaaslan A. Atlaidināšanas laika un dzesēšanas ātruma ietekme uz nogulsnēšanas procesu divfāžu korozijizturīgos tēraudos.Metāls.zinātne.termiskā apstrāde.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S un Ravi K. Lean duplex nerūsējošā tērauda (LDSS) ar izcilām mehāniskām un korozijas īpašībām izstrāde laboratorijā.Uzlabota alma mater.uzglabāšanas tvertne.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. un Isgor OB Super dupleksa nerūsējošā tērauda apšuvuma slāņu metalurģiskās un elektroķīmiskās īpašības uz viegla tērauda pamatnēm, kas iegūtas ar lāzera leģēšanu pulvera slānī.zinātne.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. un Kuroda, K. Centieni ietaupīt niķeli austenīta nerūsējošajos tēraudos.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. un Gonome F. Jaunas liesās dupleksa nerūsējošā tērauda sērijas izstrāde.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON tērauda tehniskais ziņojums Nr. 126 (2021).