321 spiralna cijev od nehrđajućeg čelika Kemijski sastav Mehanička svojstva i korozijsko ponašanje dupleksnog zavara od nehrđajućeg čelika s novom elektrodom

Hvala što ste posjetili Nature.com.Koristite verziju preglednika s ograničenom CSS podrškom.Za najbolje iskustvo preporučujemo da koristite ažurirani preglednik (ili onemogućite način kompatibilnosti u Internet Exploreru).Osim toga, kako bismo osigurali stalnu podršku, web stranicu prikazujemo bez stilova i JavaScripta.
Klizači koji prikazuju tri članka po slajdu.Za pomicanje kroz slajdove koristite gumbe Natrag i Sljedeće ili gumbe za upravljanje slajdovima na kraju za kretanje kroz svaki slajd.

Kemijski sastav zavojne cijevi od nehrđajućeg čelika 321

Kemijski sastav spiralne cijevi od nehrđajućeg čelika 321 je sljedeći:
- Ugljik: 0,08% max
- Mangan: 2,00% max
- Nikal: 9,00% min

Mehanička svojstva zavojne cijevi od nehrđajućeg čelika 321

Prema proizvođaču zavojnih cijevi od nehrđajućeg čelika 321, mehanička svojstva zavojnih cijevi od nehrđajućeg čelika 321 tabelarno su prikazana u nastavku: Vlačna čvrstoća (psi) Napon tečenja (psi) Istezanje (%)

Primjene i upotreba cijevi zavojnice od nehrđajućeg čelika 321

U mnogim inženjerskim primjenama, mehanička i korozijska svojstva duplex zavarenih konstrukcija od nehrđajućeg čelika (DSS) najvažniji su čimbenici.Trenutna studija istraživala je mehanička svojstva i otpornost na koroziju dvostrukih zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika u okruženju koje simulira 3,5% NaCl korištenjem posebno dizajnirane nove elektrode bez dodavanja legirajućih elemenata uzorcima topitelja.Na elektrodama E1 i E2 za zavarivanje DSS ploča korištene su dvije različite vrste topitelja s osnovnim indeksom od 2,40 i 0,40.Toplinska stabilnost sastava fluksa procijenjena je pomoću termogravimetrijske analize.Kemijski sastav, kao i mehanička i korozijska svojstva zavarenih spojeva ocijenjeni su pomoću emisijske spektroskopije u skladu s različitim ASTM standardima.Difrakcija rendgenskih zraka koristi se za određivanje faza prisutnih u DSS zavarima, a skeniranje elektrona s EDS koristi se za pregled mikrostrukture zavara.Vlačna čvrstoća zavarenih spojeva izrađenih elektrodama E1 bila je unutar 715-732 MPa, elektrodama E2 - 606-687 MPa.Struja zavarivanja je povećana sa 90 A na 110 A, a povećana je i tvrdoća.Zavareni spojevi s E1 elektrodama obloženim osnovnim topiteljima imaju bolja mehanička svojstva.Čelična konstrukcija ima visoku otpornost na koroziju u okruženju s 3,5% NaCl.Time je potvrđena operativnost zavarenih spojeva izrađenih novorazvijenim elektrodama.Rezultati se raspravljaju u smislu osiromašenja legirajućih elemenata kao što su Cr i Mo uočenih u zavarima s obloženim elektrodama E1 i E2, te otpuštanja Cr2N u zavarima napravljenim korištenjem elektroda E1 i E2.
Povijesno, prvi službeni spomen duplex nehrđajućeg čelika (DSS) datira iz 1927. godine, kada se koristio samo za određene odljevke i nije se koristio u većini tehničkih primjena zbog visokog sadržaja ugljika1.No naknadno je standardni sadržaj ugljika smanjen na maksimalnu vrijednost od 0,03%, a ti su se čelici naširoko koristili u raznim područjima2,3.DSS je obitelj legura s približno jednakim količinama ferita i austenita.Istraživanja su pokazala da feritna faza u DSS-u pruža izvrsnu zaštitu od pucanja od korozije izazvanog kloridom (SCC), što je bio važan problem za austenitne nehrđajuće čelike (ASS) u 20. stoljeću.S druge strane, u nekim inženjerskim i drugim industrijama4 potražnja za skladištenjem raste po stopi do 20% godišnje.Ovaj inovativni čelik s dvofaznom austenitno-feritnom strukturom može se dobiti odgovarajućim odabirom sastava, fizikalno-kemijskim i termomehaničkim rafiniranjem.U usporedbi s jednofaznim nehrđajućim čelikom, DSS ima veću granicu tečenja i superiornu sposobnost da izdrži SCC5, 6, 7, 8. Dvostruka struktura daje ovim čelicima nenadmašnu čvrstoću, žilavost i povećanu otpornost na koroziju u agresivnim okruženjima koja sadrže kiseline, kiselinske kloride, morska voda i korozivne kemikalije9.Zbog godišnjih fluktuacija cijena legura nikla (Ni) na općem tržištu, DSS struktura, posebno tip s niskim sadržajem nikla (lean DSS), postigla je mnoga izvanredna postignuća u usporedbi s čelično centriranim kubičnim (FCC) željezom10, 11. Glavni Problem ASE dizajna je u tome što su podvrgnuti različitim teškim uvjetima.Stoga različiti inženjerski odjeli i tvrtke pokušavaju promovirati alternativne nehrđajuće čelike s niskim sadržajem nikla (Ni) koji imaju jednako dobre ili bolje rezultate od tradicionalnog ASS-a s odgovarajućom zavarljivošću i koriste se u industrijskim primjenama kao što su izmjenjivači topline morske vode i kemijska industrija.spremnik 13 za okruženja s visokom koncentracijom klorida.
U suvremenom tehnološkom napretku, zavarena proizvodnja igra vitalnu ulogu.Obično se DSS konstrukcijski elementi spajaju elektrolučnim zavarivanjem u oklopu plina ili elektrolučnim zavarivanjem u oklopu plina.Na zavarivanje uglavnom utječe sastav elektrode koja se koristi za zavarivanje.Elektrode za zavarivanje sastoje se od dva dijela: metala i praška.Najčešće se elektrode oblažu topilom, mješavinom metala koji pri raspadu oslobađaju plinove i stvaraju zaštitnu trosku za zaštitu zavara od onečišćenja, povećanje stabilnosti luka i dodavanje legirajuće komponente za poboljšanje kvalitete zavarivanja14 .Lijevano željezo, aluminij, nehrđajući čelik, meki čelik, čelik visoke čvrstoće, bakar, mjed i bronca neki su od metala za elektrode za zavarivanje, dok su celuloza, željezni prah i vodik neki od korištenih materijala za pražnjenje.Ponekad se smjesi topitelja dodaju i natrij, titan i kalij.
Neki su istraživači pokušali proučiti učinak konfiguracije elektroda na mehanički i korozijski integritet zavarenih čeličnih konstrukcija.Singh i sur.15 istraživali su utjecaj sastava topitelja na istezanje i vlačnu čvrstoću zavara zavarenih zavarivanjem pod praškom.Rezultati pokazuju da su CaF2 i NiO glavne determinante vlačne čvrstoće u usporedbi s prisutnošću FeMn.Chirag et al.16 istraživali su SMAW spojeve mijenjanjem koncentracije rutila (TiO2) u mješavini fluksa elektrode.Utvrđeno je da su se svojstva mikrotvrdoće povećala zbog povećanja postotka i migracije ugljika i silicija.Kumar [17] proučavao je dizajn i razvoj aglomeriranih topitelja za elektrolučno zavarivanje čeličnih limova.Nwigbo i Atuanya18 istraživali su upotrebu natrijevih silikatnih veziva bogatih kalijem za proizvodnju praška za elektrolučno zavarivanje i pronašli zavare s visokom vlačnom čvrstoćom od 430 MPa i prihvatljivom strukturom zrna.Lothongkum et al.19 upotrijebili su potenciokinetičku metodu za proučavanje volumnog udjela austenita u dupleks nehrđajućem čeliku 28Cr–7Ni–O–0,34N u zrakom zasićenoj otopini NaCl u koncentraciji od 3,5% wt.pod pH uvjetima.i 27°C.I dupleks i mikro dupleks nehrđajući čelici pokazuju isti učinak dušika na korozivno ponašanje.Dušik nije utjecao na korozijski potencijal ili brzinu pri pH 7 i 10, međutim, korozijski potencijal pri pH 10 bio je niži nego pri pH 7. S druge strane, na svim proučavanim pH razinama, potencijal je počeo rasti s povećanjem sadržaja dušika .Lacerda i sur.20 proučavao piting duplex nehrđajućih čelika UNS S31803 i UNS S32304 u 3,5% otopini NaCl koristeći cikličku potenciodinamičku polarizaciju.U 3,5 %-tnoj otopini NaCl na dvije ispitivane čelične ploče pronađeni su tragovi pitinga.UNS S31803 čelik ima veći potencijal korozije (Ecorr), potencijal pitinga (Epit) i otpornost na polarizaciju (Rp) od UNS S32304 čelika.Čelik UNS S31803 ima veću repasivnost od čelika UNS S32304.Prema istraživanju Jianga i sur.[21], vrh reaktivacije koji odgovara dvostrukoj fazi (austenit i feritna faza) dupleks nehrđajućeg čelika uključuje do 65% sastava ferita, a gustoća feritne reaktivacijske struje raste s povećanjem vremena toplinske obrade.Dobro je poznato da austenitna i feritna faza pokazuju različite elektrokemijske reakcije pri različitim elektrokemijskim potencijalima21,22,23,24.Abdo et al.25 koristili su potenciodinamička mjerenja polarizacijske spektroskopije i spektroskopije elektrokemijske impedancije za proučavanje elektrokemijski inducirane korozije laserski zavarene legure 2205 DSS u umjetnoj morskoj vodi (3,5% NaCl) u uvjetima različite kiselosti i lužnatosti.Na izloženim površinama ispitanih DSS uzoraka uočena je jamičasta korozija.Na temelju ovih nalaza utvrđeno je da postoji proporcionalni odnos između pH medija za otapanje i otpora filma koji nastaje u procesu prijenosa naboja, što izravno utječe na stvaranje pitinga i njegovu specifikaciju.Svrha ove studije bila je razumjeti kako novorazvijeni sastav elektrode za zavarivanje utječe na mehanički integritet i otpornost na habanje zavarenog DSS 2205 u okruženju s 3,5% NaCl.
Minerali fluksa (sastojci) korišteni u formulacijama premaza elektroda bili su kalcijev karbonat (CaCO3) iz okruga Obajana, država Kogi, Nigerija, kalcijev fluorid (CaF2) iz države Taraba, Nigerija, silicijev dioksid (SiO2), talk u prahu (Mg3Si4O10(OH) ) )2) i rutil (TiO2) dobiveni su iz Josa, Nigerija, a kaolin (Al2(OH)4Si2O5) dobiven je iz Kankare, država Katsina, Nigerija.Kao vezivo koristi se kalijev silikat, dobiva se iz Indije.
Kao što je prikazano u tablici 1, sastavni oksidi su neovisno izvagani na digitalnoj vagi.Zatim je miješan s vezivom od kalijevog silikata (23% težinski) u električnoj miješalici (model: 641-048) od Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) tijekom 30 minuta kako bi se dobila homogena polučvrsta pasta.Mokri miješani prašak se preša u cilindrični oblik iz stroja za briketiranje i dovodi u komoru za ekstruziju pod tlakom od 80 do 100 kg/cm2, a iz komore za dodavanje žice dovodi se u ekstruder za nehrđajuću žicu promjera 3,15 mm.Fluks se dovodi kroz sustav mlaznice/matrice i ubrizgava u ekstruder za istiskivanje elektroda.Dobiven je faktor pokrivenosti od 1,70 mm, pri čemu je faktor pokrivenosti definiran kao omjer promjera elektrode i promjera niti.Zatim su obložene elektrode sušene na zraku 24 sata, a zatim kalcinirane u mufelnoj peći (model PH-248-0571/5448) na 150–250 °C\(-\) 2 sata.Pomoću jednadžbe izračunajte lužnatost protoka.(1) 26;
Toplinska stabilnost uzoraka fluksa sastava E1 i E2 određena je termogravimetrijskom analizom (TGA).Uzorak od približno 25,33 mg fluksa je stavljen u TGA za analizu.Pokusi su provedeni u inertnom mediju dobivenom kontinuiranim protokom N2 brzinom od 60 ml/min.Uzorak je zagrijavan od 30°C do 1000°C brzinom zagrijavanja od 10°C/min.Slijedeći metode koje su spomenuli Wang et al.27, Xu et al.28 i Dagwa et al.29, toplinska razgradnja i gubitak težine uzoraka pri određenim temperaturama procijenjeni su iz TGA dijagrama.
Obradite dvije DSS ploče 300 x 60 x 6 mm za pripremu za lemljenje.V-utor je dizajniran s razmakom od 3 mm, rupom od 2 mm i kutom utora od 60°.Ploča je zatim isprana acetonom da se uklone mogući kontaminanti.Zavarite ploče pomoću aparata za zavarivanje s metalnim lukom (SMAW) s pozitivnim polaritetom elektrode istosmjerne struje (DCEP) pomoću obloženih elektroda (E1 i E2) i referentne elektrode (C) promjera 3,15 mm.Obrada električnim pražnjenjem (EDM) (Model: Excetek-V400) korištena je za strojnu obradu zavarenih čeličnih uzoraka za mehaničko ispitivanje i karakterizaciju korozije.Tablica 2 prikazuje primjer koda i opis, a tablica 3 prikazuje različite radne parametre zavarivanja koji se koriste za zavarivanje DSS ploče.Jednadžba (2) se koristi za izračunavanje odgovarajućeg unosa topline.
Primjenom optičkog emisijskog spektrometra (OES) Bruker Q8 MAGELLAN valne duljine od 110 do 800 nm i softvera SQL baze podataka određen je kemijski sastav zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C, kao i uzoraka osnovnog metala.koristi razmak između elektrode i uzorka metala koji se ispituje. Stvara električnu energiju u obliku iskre.Uzorak komponenata se isparava i raspršuje, nakon čega slijedi atomska ekscitacija, koja zatim emitira specifični linijski spektar31.Za kvalitativnu analizu uzorka, fotomultiplikatorska cijev mjeri prisutnost namjenskog spektra za svaki element, kao i intenzitet spektra.Zatim upotrijebite jednadžbu za izračun ekvivalentnog broja otpora na udubljenje (PREN).(3) Omjer 32 i dijagram stanja WRC 1992 koriste se za izračunavanje ekvivalenata kroma i nikla (Creq i Nieq) iz jednadžbi.(4) i (5) su 33 odnosno 34;
Imajte na umu da PREN uzima u obzir samo pozitivan utjecaj tri glavna elementa Cr, Mo i N, dok je faktor dušika x u rasponu od 16-30.Tipično, x se odabire s popisa od 16, 20 ili 30. U istraživanju dvostrukih nehrđajućih čelika, srednja vrijednost od 20 najčešće se koristi za izračun PREN35,36 vrijednosti.
Zavareni spojevi izrađeni različitim elektrodama ispitani su na vlačnost na univerzalnom ispitnom stroju (Instron 8800 UTM) pri brzini deformacije od 0,5 mm/min u skladu s ASTM E8-21.Vlačna čvrstoća (UTS), 0,2% smična čvrstoća tečenja (YS) i istezanje izračunati su prema ASTM E8-2137.
DSS 2205 zavareni spojevi prvo su brušeni i polirani različitim veličinama zrna (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 i 1200) prije analize tvrdoće.Zavareni uzorci izrađeni su elektrodama E1, E2 i C. Tvrdoća se mjeri na deset (10) točaka od središta zavara do osnovnog metala s razmakom od 1 mm.
Rendgenski difraktometar (D8 Discover, Bruker, Njemačka) konfiguriran sa softverom Bruker XRD Commander za prikupljanje podataka i Fe-filtrirano Cu-K-α zračenje s energijom od 8,04 keV što odgovara valnoj duljini od 1,5406 Å i brzini skeniranja od 3 ° Raspon skeniranja (2θ) min-1 je 38 do 103° za faznu analizu s E1, E2 i C i BM elektrodama prisutnim u DSS zavarenim spojevima.Rietveldova metoda preciziranja korištena je za indeksiranje sastavnih faza pomoću softvera MAUD koji je opisao Lutterotti39.Na temelju ASTM E1245-03, kvantitativna metalografska analiza mikroskopskih slika zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C provedena je pomoću softvera Image J40.Rezultati proračuna volumnog udjela feritno-austenitne faze, njihova srednja vrijednost i odstupanje dati su u tablici.5. Kao što je prikazano u konfiguraciji uzorka na sl.Na slici 6d, analiza optičkom mikroskopijom (OM) provedena je na PM i zavarenim spojevima s elektrodama E1 i E2 kako bi se proučila morfologija uzoraka.Uzorci su polirani brusnim papirom od silicij-karbida (SiC) granulacije 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 i 2000.Uzorci su zatim elektrolitički jetkani u 10% vodenoj otopini oksalne kiseline na sobnoj temperaturi pri naponu od 5 V tijekom 10 s i stavljeni na optički mikroskop LEICA DM 2500 M za morfološku karakterizaciju.Daljnje poliranje uzorka provedeno je pomoću papira od silicij-karbida (SiC) granulacije 2500 za SEM-BSE analizu.Osim toga, ispitana je mikrostruktura zavarenih spojeva pomoću skenirajućeg elektronskog mikroskopa (SEM) ultra visoke rezolucije (FEI NOVA NANOSEM 430, SAD) opremljenog EMF-om.Uzorak dimenzija 20 × 10 × 6 mm brušen je raznim SiC brusnim papirima veličine od 120 do 2500. Uzorci su elektrolitički nagrizani u 40 g NaOH i 100 ml destilirane vode na naponu od 5 V 15 s, a zatim montiran na držač uzorka, koji se nalazi u SEM komori, za analizu uzoraka nakon pročišćavanja komore dušikom.Elektronska zraka koju stvara zagrijana volframova nit stvara rešetku na uzorku za proizvodnju slika pri različitim povećanjima, a rezultati EMF-a dobiveni su korištenjem metoda Rochea i sur.41 i Mokobi 42 .
Metoda elektrokemijske potenciodinamičke polarizacije prema ASTM G59-9743 i ASTM G5-1444 korištena je za procjenu potencijala razgradnje DSS 2205 ploča zavarenih E1, E2 i C elektrodama u okolini s 3,5% NaCl.Elektrokemijska ispitivanja provedena su pomoću računalno upravljanog aparata Potenciostat-Galvanostat/ZRA (model: PC4/750, Gamry Instruments, SAD).Elektrokemijsko ispitivanje provedeno je na ispitnoj postavi s tri elektrode: DSS 2205 kao radna elektroda, zasićena kalomelna elektroda (SCE) kao referentna elektroda i grafitna šipka kao protuelektroda.Mjerenja su provedena pomoću elektrokemijske ćelije, u kojoj je područje djelovanja otopine bilo područje radne elektrode 0,78 cm2.Mjerenja su napravljena između -1,0 V do +1,6 V potencijala na prethodno stabiliziranom OCP-u (u odnosu na OCP) pri brzini skeniranja od 1,0 mV/s.
Ispitivanja kritične temperature elektrokemijskog pitinga provedena su u 3,5% NaCl kako bi se procijenila otpornost na piting zavarenih spojeva napravljenih E1, E2 i C elektrodama.jasno o potencijalu pitinga u PB (između pasivnog i transpasivnog područja) i zavarenih uzoraka s E1, E2, elektrodama C. Stoga se CPT mjerenja provode kako bi se točno odredio potencijal pitinga dodataka za zavarivanje.CPT ispitivanje provedeno je u skladu s dvostranim izvješćima o zavarivanju nehrđajućeg čelika45 i ASTM G150-1846.Iz svakog od čelika za zavarivanje (S-110A, E1-110A, E2-90A) izrezani su uzorci površine 1 cm2, uključujući bazu, zavar i zone ZUT.Uzorci su polirani korištenjem brusnog papira i kaše od 1 µm aluminijevog oksida u prahu u skladu sa standardnim metalografskim postupcima pripreme uzoraka.Nakon poliranja, uzorci su ultrazvučno čišćeni u acetonu 2 minute.Testna otopina 3,5% NaCl dodana je u CPT testnu ćeliju i početna temperatura je podešena na 25°C pomoću termostata (Neslab RTE-111).Nakon postizanja početne ispitne temperature od 25°C, plin Ar je upuhivan 15 minuta, zatim su uzorci stavljeni u ćeliju, a OCF je mjeren 15 minuta.Uzorak je zatim polariziran primjenom napona od 0,3 V na početnoj temperaturi od 25°C, a struja je mjerena 10 min45.Počnite zagrijavati otopinu brzinom od 1 °C/min do 50 °C.Tijekom zagrijavanja ispitivane otopine temperaturni senzor služi za kontinuirano praćenje temperature otopine i pohranjivanje podataka o vremenu i temperaturi, a potenciostat/galvanostat za mjerenje struje.Kao protuelektroda korištena je grafitna elektroda, a svi su potencijali izmjereni u odnosu na Ag/AgCl referentnu elektrodu.Pročišćavanje argonom provodilo se tijekom cijelog ispitivanja.
Na sl.Slika 1 prikazuje sastav (u težinskim postocima) komponenata fluksa F1 i F2 korištenih za proizvodnju alkalnih (E1) odnosno kiselih (E2) elektroda.Indeks bazičnosti fluksa koristi se za predviđanje mehaničkih i metalurških svojstava zavarenih spojeva.F1 je komponenta fluksa koji se koristi za oblaganje E1 elektroda, koji se naziva alkalni fluks jer je njegov osnovni indeks > 1,2 (tj. 2,40), a F2 je fluks koji se koristi za oblaganje E2 elektroda, koji se naziva kiseli fluks zbog svoje bazičnosti indeks < 0,9 (tj. 2,40).0,40).Jasno je da elektrode obložene bazičnim topilima u većini slučajeva imaju bolja mehanička svojstva od elektroda obloženih kiselim topilima.Ova karakteristika je funkcija dominacije bazičnog oksida u sustavu sastava fluksa za elektrodu E1.Naprotiv, uklanjanje troske (odvojivost) i malo prskanja uočeno u spojevima zavarenim E2 elektrodama karakteristični su za elektrode s premazom kiselog topitelja s visokim sadržajem rutila.Ovo zapažanje je u skladu s nalazima Gill-a47 da učinak sadržaja rutila na odvojivost troske i malo prskanja elektroda obloženih kiselim fluksom doprinosi brzom smrzavanju troske.Kaolin u sustavu fluksa koji se koristio za oblaganje elektroda E1 i E2 korišten je kao lubrikant, a prah talka poboljšao je mogućnost ekstrudiranja elektroda.Kalij-silikatna veziva u sustavima pražnjenja pridonose boljem paljenju luka i stabilnosti performansi te, osim svojih adhezivnih svojstava, poboljšavaju odvajanje troske u zavarenim proizvodima.Budući da je CaCO3 sredstvo za razbijanje mreže (razbijač troske) u topilu i ima tendenciju stvaranja puno dima tijekom zavarivanja zbog toplinske razgradnje na CaO i oko 44% CO2, TiO2 (kao sredstvo za stvaranje mreže / stvaranje troske) pomaže smanjiti količinu dima tijekom zavarivanja.zavarivanje i time poboljšati odvajanje troske kao što su predložili Jing i sur.48.Fluorin fluks (CaF2) je kemijski agresivan fluks koji poboljšava čistoću lemljenja.Jastrzębska i dr.49 izvijestio je o učinku sastava fluorida ovog sastava topitelja na svojstva čistoće zavara.Obično se fluks dodaje u područje zavara kako bi se poboljšala stabilnost luka, dodali legirajući elementi, nakupila troska, povećala produktivnost i poboljšala kvaliteta bazena za zavarivanje 50.
TGA-DTG krivulje prikazane na sl.Slike 2a i 2b prikazuju trostupanjski gubitak mase pri zagrijavanju u temperaturnom rasponu od 30-1000°C u atmosferi dušika.Rezultati na slikama 2a i b pokazuju da za bazične i kisele uzorke fluksa krivulja TGA pada ravno prema dolje dok konačno ne postane paralelna s temperaturnom osi, oko 866,49°C odnosno 849,10°C.Gubitak težine od 1,30% i 0,81% na početku TGA krivulja na sl. 2a i 2b posljedica je vlage koju apsorbiraju komponente fluksa, kao i isparavanja i dehidracije površinske vlage.Glavne dekompozicije uzoraka glavnog fluksa u drugom i trećem stupnju na sl.2a odvijala se u temperaturnim rasponima 619,45°C–766,36°C i 766,36°C–866,49°C, a postotak njihovog gubitka težine bio je 2,84 i 9,48%., odnosno.Dok je za uzorke kiselog toka na slici 7b, koji su bili u temperaturnom rasponu od 665,23°C–745,37°C i 745,37°C–849,10°C, njihov postotak gubitka težine bio 0,81 odnosno 6,73%, što je pripisano termalno raspadanje.Budući da su komponente topitelja anorganske, hlapljive tvari su ograničene na smjesu topitelja.Stoga su redukcija i oksidacija strašne.To je u skladu s rezultatima Baloguna i sur.51, Kamlija i sur.52 i Adelekea i sur.53.Zbroj gubitka mase uzorka fluksa promatranog na sl.2a i 2b iznosi 13,26% odnosno 8,43%.Manji gubitak mase uzoraka fluksa na sl.2b je zbog visokih tališta TiO2 i SiO2 (1843 odnosno 1710°C) kao glavnih oksida koji čine smjesu fluksa54,55, dok TiO2 i SiO2 imaju niža tališta.talište Primarni oksid: CaCO3 (825 °C) u uzorku fluksa na sl.2a56.O ovim promjenama u talištu primarnih oksida u smjesama topitelja dobro su izvjestili Shi et al.54, Ringdalen et al.55 i Du et al.56.Promatrajući kontinuirani gubitak težine na slikama 2a i 2b, može se zaključiti da uzorci fluksa korišteni u prevlakama elektroda E1 i E2 prolaze kroz jednostupanjsko razlaganje, kao što je predložio Brown57.Temperaturni raspon procesa može se vidjeti iz krivulja derivacija (wt%) na sl.2a i b.Budući da krivulja TGA ne može točno opisati specifičnu temperaturu na kojoj sustav toka prolazi kroz promjenu faze i kristalizaciju, derivat TGA koristi se za određivanje točne vrijednosti temperature za svaki fenomen (promjena faze) kao endotermni vrh za pripremu sustava toka.
TGA-DTG krivulje koje pokazuju toplinsku razgradnju (a) alkalnog toka za E1 presvlaku elektrode i (b) kiselog toka za E2 prevlaku elektrode.
U tablici 4 prikazani su rezultati spektrofotometrijske analize i SEM-EDS analize osnovnog metala DSS 2205 i zavara izrađenih E1, E2 i C elektrodama.E1 i E2 pokazuju da se sadržaj kroma (Cr) naglo smanjio na 18,94 odnosno 17,04%, a sadržaj molibdena (Mo) iznosio je 0,06 odnosno 0,08%.vrijednosti zavara s elektrodama E1 i E2 su manje.To je malo u skladu s izračunatom PREN vrijednošću za feritno-austenitnu fazu iz SEM-EDS analize.Stoga se može vidjeti da pitting počinje u fazi s niskim PREN vrijednostima (zavari od E1 i E2), u osnovi kao što je opisano u tablici 4. To je indikativno za iscrpljenost i moguće taloženje legure u zavaru.Naknadno, smanjenje udjela Cr i Mo legirajućih elemenata u zavarenim spojevima proizvedenim pomoću elektroda E1 i E2 i njihove niske vrijednosti ekvivalenta pittinga (PREN) prikazane su u tablici 4, što stvara problem za održavanje otpornosti u agresivnim okruženjima, posebno u kloridnim sredinama.-sadrži okoliš.Relativno visok sadržaj nikla (Ni) od 11,14% i dopuštena granica sadržaja mangana u zavarenim spojevima elektroda E1 i E2 mogli su imati pozitivan učinak na mehanička svojstva zavarenih spojeva korištenih u uvjetima koji simuliraju morsku vodu (slika 3. ).izrađeni su korištenjem rada Yuana i Oy58 i Jinga et al.48 o učinku sastava s visokim udjelom nikla i mangana na poboljšanje mehaničkih svojstava DSS zavarenih struktura u teškim radnim uvjetima.
Rezultati vlačnog ispitivanja za (a) UTS i 0,2% sag YS i (b) jednoliko i puno istezanje i njihova standardna odstupanja.
Svojstva čvrstoće osnovnog materijala (BM) i zavarenih spojeva napravljenih od razvijenih elektroda (E1 i E2) i komercijalno dostupne elektrode (C) ocijenjena su pri dvije različite struje zavarivanja od 90 A i 110 A. 3(a) i (b) pokazuju UTS, YS s pomakom od 0,2%, zajedno s podacima o njihovoj elongaciji i standardnoj devijaciji.Rezultati pomaka UTS i YS od 0,2 % dobiveni na sl.3a prikazuju optimalne vrijednosti za uzorak br.1 (BM), uzorak br.3 (zavar E1), uzorak br.5 (zavar E2) i uzorak br.6 (zavari s C) su 878 i 616 MPa, 732 i 497 MPa, 687 i 461 MPa i 769 i 549 MPa, redom, i njihove odgovarajuće standardne devijacije.Od fig.110 A) su uzorci označeni brojevima 1, 2, 3, 6 i 7, redom, s minimalnim preporučenim vlačnim svojstvima većim od 450 MPa u vlačnom ispitivanju i 620 MPa u vlačnom ispitivanju koje je predložio Grocki32.Istezanje zavarenih uzoraka s elektrodama E1, E2 i C, predstavljenih uzorcima br. 2, br. 3, br. 4, br. 5, br. 6 i br. 7, pri strujama zavarivanja od 90 A i 110 A, odnosno odražava plastičnost i iskrenost.odnosu na bazne metale.Manje istezanje objašnjeno je mogućim nedostacima pri zavarivanju ili sastavom fluksa elektrode (slika 3b).Može se zaključiti da BM duplex nehrđajući čelik i zavareni spojevi s E1, E2 i C elektrodama općenito imaju značajno bolja vlačna svojstva zbog relativno visokog udjela nikla (tablica 4), ali je to svojstvo uočeno kod zavarenih spojeva.Manje učinkovit E2 dobiva se iz kiselog sastava fluksa.Gunn59 je pokazao učinak legura nikla na poboljšanje mehaničkih svojstava zavarenih spojeva i kontrolu fazne ravnoteže i raspodjele elemenata.Ovo ponovno potvrđuje činjenicu da elektrode izrađene od bazičnih smjesa topitelja imaju bolja mehanička svojstva od elektroda izrađenih od kiselih smjesa topitelja, kao što su sugerirali Bang et al.60.Time je dat značajan doprinos postojećim spoznajama o svojstvima zavarenog spoja nove obložene elektrode (E1) s dobrim vlačnim svojstvima.
Na sl.Na slikama 4a i 4b prikazane su karakteristike mikrotvrdoće po Vickersu eksperimentalnih uzoraka zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C. 4a prikazani su rezultati tvrdoće dobiveni iz jednog smjera uzorka (od WZ do BM), a na sl.Slika 4b prikazuje rezultate dobivene tvrdoće na obje strane uzorka.Vrijednosti tvrdoće dobivene tijekom zavarivanja uzoraka br. 2, 3, 4 i 5, koji su zavareni spojevi s elektrodama E1 i E2, mogu biti posljedica grubozrnate strukture tijekom skrućivanja u ciklusima zavarivanja.Naglo povećanje tvrdoće uočeno je iu krupnozrnatoj ZUT iu sitnozrnatoj ZUT svih uzoraka br. 2-7 (vidi šifre uzoraka u tablici 2), što se može objasniti mogućom promjenom mikrostrukture zavar kao rezultat kromiranih uzoraka zavara bogat je emisijama (Cr23C6).U usporedbi s drugim uzorcima zavarivanja 2, 3, 4 i 5, vrijednosti tvrdoće zavarenih spojeva uzoraka br. 6 i 7 na sl.4a i 4b gore (Tablica 2).Prema Mohammedu i dr.61 te Nowackom i Lukojeu62, to može biti posljedica visoke vrijednosti ferita δ i induciranih zaostalih naprezanja u zavaru, kao i smanjenju legirajućih elemenata kao što su Mo i Cr u zavaru.Čini se da su vrijednosti tvrdoće svih razmatranih eksperimentalnih uzoraka u području BM dosljedne.Trend u rezultatima analize tvrdoće zavarenih uzoraka u skladu je sa zaključcima drugih istraživača61,63,64.
Vrijednosti tvrdoće zavarenih spojeva DSS uzoraka (a) polupresjek zavarenih uzoraka i (b) puni presjek zavarenih spojeva.
Dobivene su različite faze prisutne u zavarenom DSS 2205 s E1, E2 i C elektrodama, a XRD spektri za difrakcijski kut 2\(\theta\) prikazani su na slici 5. Vrhovi austenita (\(\gamma\) ) i feritne (\(\alpha\)) faze identificirane su pri kutovima difrakcije od 43° i 44°, konačno potvrđujući da je sastav zavara dvofazni nehrđajući čelik 65.da DSS BM pokazuje samo austenitnu (\(\gamma\)) i feritnu (\(\alfa\)) fazu, potvrđujući rezultate mikrostrukture prikazane na slikama 1 i 2. 6c, 7c i 9c.Feritna (\(\alpha\)) faza opažena s DSS BM i visoki vrh u zavarivanju na elektrodu C indikativni su za njegovu otpornost na koroziju, budući da ova faza ima za cilj povećati otpornost čelika na koroziju, kao što su Davison i Redmond66 Kako je rečeno, prisutnost feritnih stabilizirajućih elemenata, kao što su Cr i Mo, učinkovito stabilizira pasivni film materijala u okruženjima koja sadrže kloride.Tablica 5 prikazuje feritno-austenitnu fazu kvantitativnom metalografijom.Odnos volumnog udjela feritno-austenitne faze u zavarenim spojevima elektrode C postiže se približno (≈1:1).Nizak feritni (\(\alpha\)) fazni sastav zavarenih spojeva s E1 i E2 elektrodama u rezultatima volumnog udjela (Tablica 5) ukazuje na moguću osjetljivost na korozivnu okolinu, što je potvrđeno elektrokemijskom analizom.potvrđeno (sl. 10a,b)), budući da feritna faza osigurava visoku čvrstoću i zaštitu od klorida induciranog korozijskog pucanja pod naponom.Ovo je dodatno potvrđeno niskim vrijednostima tvrdoće uočenim u zavarenim spojevima elektroda E1 i E2 na sl.4a,b, koji su uzrokovani niskim udjelom ferita u strukturi čelika (tablica 5).Prisutnost neuravnotežene austenitne (\(\gama\)) i feritne (\(\alfa\)) faze u zavarenim spojevima s E2 elektrodama ukazuje na stvarnu osjetljivost čelika na jednoliku koroziju.Naprotiv, XPA spektri dvofaznih čelika zavarenih spojeva s E1 i C elektrodama, uz rezultate BM-a, obično ukazuju na prisutnost austenitnih i feritnih stabilizirajućih elemenata, što materijal čini korisnim u građevinarstvu i petrokemijskoj industriji. , jer su tvrdili Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Šamant i drugi67.
Optičke mikrografije zavarenih spojeva E1 elektroda s različitim geometrijama zavara: (a) HAZ prikazuje liniju taljenja, (b) ZUT prikazuje liniju taljenja pri većem povećanju, (c) BM za feritno-austenitnu fazu, (d) geometrija zavara , (e) Prikazuje prijelaznu zonu u blizini, (f) HAZ prikazuje feritno-austenitnu fazu pri većem povećanju, (g) Zona zavara prikazuje feritno-austenitnu fazu Vlačna faza.
Optičke mikrofotografije zavarenih spojeva elektrodama E2 pri različitim geometrijama zavara: (a) HAZ prikazuje liniju taljenja, (b) ZUT prikazuje liniju taljenja pri većem povećanju, (c) BM za feritno-austenitnu fazu, (d) geometrija zavara, (e) ) prikazuje prijelaznu zonu u blizini, (f) HAZ prikazuje feritno-austenitnu fazu pri većem povećanju, (g) zona zavarivanja prikazuje feritno-austenitnu fazu.
Slike 6a-c i, na primjer, prikazuju metalografsku strukturu DSS spojeva zavarenih elektrodom E1 pri različitim geometrijama zavarivanja (Slika 6d), pokazujući gdje su snimljene optičke mikrografije pri različitim povećanjima.Na sl.6a, b, f – prijelazne zone zavarenih spojeva, koje pokazuju strukturu fazne ravnoteže ferit-austenita.Slike 7a-c i na primjer također pokazuju OM DSS spoja zavarenog pomoću E2 elektrode pri različitim geometrijama zavarivanja (Slika 7d), predstavljajući točke analize OM pri različitim povećanjima.Na sl.Slike 7a,b,f prikazuju prijelaznu zonu zavarenog spoja u feritno-austenitnoj ravnoteži.OM u zoni zavarivanja (WZ) prikazan je na sl.1 i sl.2. Varovi za elektrode E1 i E2 6g odnosno 7g.OM na BM prikazan je na slikama 1 i 2. Na sl.Slike 6c, e i 7c, e prikazuju slučaj zavarenih spojeva s elektrodama E1, odnosno E2.Svijetlo područje je austenitna faza, a tamno crno područje je feritna faza.Fazne ravnoteže u zoni pod utjecajem topline (HAZ) u blizini fuzijske linije ukazuju na stvaranje precipitata Cr2N, kao što je prikazano na SEM-BSE mikrografijama na sl.8a,b i potvrđeno na sl.9a,b.Prisutnost Cr2N uočena u feritnoj fazi uzoraka na sl.8a,b i potvrđeno SEM-EMF analizom točaka i EMF linijskim dijagramima zavarenih dijelova (Sl. 9a-b), posljedica je više temperature topline zavarivanja.Cirkulacija ubrzava uvođenje kroma i dušika, budući da visoka temperatura u zavaru povećava koeficijent difuzije dušika.Ovi rezultati podupiru studije koje su proveli Ramirez et al.68 i Herenyu et al.69 pokazujući da se, bez obzira na sadržaj dušika, Cr2N obično taloži na feritnim zrncima, granicama zrna i α/\(\gama\) granicama, kao što također predlaže drugi istraživači.70.71.
(a) točkasta SEM-EMF analiza (1, 2 i 3) zavarenog spoja s E2;
Morfologija površine reprezentativnih uzoraka i njihovi odgovarajući EMF-ovi prikazani su na sl.10a–c.Na sl.Slike 10a i 10b prikazuju SEM mikrografije i njihove EMF spektre zavarenih spojeva s elektrodama E1 i E2 u zoni zavarivanja, redom, a na sl.10c prikazuje SEM mikrografije i EMF spektre OM koji sadrži austenitnu (\(\gamma\)) i feritnu (\(\alfa\)) fazu bez ikakvih precipitata.Kao što je prikazano u EDS spektru na slici 10a, postotak Cr (21,69 wt.%) i Mo (2,65 wt.%) u usporedbi sa 6,25 wt.% Ni daje osjećaj odgovarajuće ravnoteže feritno-austenitne faze.Mikrostruktura s visokim smanjenjem udjela kroma (15,97 tež.%) i molibdena (1,06 tež.%) u usporedbi s visokim udjelom nikla (10,08 tež.%) u mikrostrukturi zavarenog spoja elektrode E2, prikazana na smokva1. Usporedi.EMF spektar 10b.Igličasti oblik s finije zrnatom austenitnom strukturom koji se vidi u WZ prikazanom na sl.10b potvrđuje moguće osiromašenje feritizirajućih elemenata (Cr i Mo) u zavaru i taloženje krom nitrida (Cr2N) – austenitna faza.Raspodjela taloženih čestica duž granica austenitne (\(\gama\)) i feritne (\(\alfa\)) faze DSS zavarenih spojeva potvrđuje ovu tvrdnju72,73,74.To također rezultira njegovim lošim djelovanjem na koroziju, budući da se Cr smatra glavnim elementom za stvaranje pasivnog filma koji poboljšava lokalnu otpornost čelika na koroziju59,75 kao što je prikazano na slici 10b.Može se vidjeti da BM na SEM mikrografu na slici 10c pokazuje jako usitnjavanje zrna budući da njegovi rezultati EDS spektra pokazuju Cr (23,32 wt%), Mo (3,33 wt%) i Ni (6,32 wt%).%) dobra kemijska svojstva.%) kao važan legirajući element za provjeru ravnotežne mikrostrukture feritno-austenitne faze strukture DSS76.Rezultati sastavne EMF spektroskopske analize zavarenih spojeva elektrode E1 opravdavaju njezinu upotrebu u građevinarstvu i slabo agresivnim okruženjima, budući da tvorci austenita i feritni stabilizatori u mikrostrukturi odgovaraju standardu DSS AISI 220541.72 za zavarene spojeve, 77.
SEM mikrografije zavarenih spojeva, gdje (a) elektroda E1 zone zavarivanja ima EMF spektar, (b) elektroda E2 zone zavarivanja ima EMF spektar, (c) OM ima EMF spektar.
U praksi je primijećeno da se DSS zavari skrućuju u potpuno feritnom (F-modu) načinu rada, s jezgrama austenita koji nukleiraju ispod temperature feritnog solvusa, što uglavnom ovisi o omjeru ekvivalenta kroma i nikla (Creq/Nieq) (> 1,95 predstavlja način F) Neki istraživači su primijetili ovaj učinak čelika zbog jake difuzijske sposobnosti Cr i Mo kao elemenata koji tvore ferit u feritnoj fazi8078,79.Jasno je da DSS 2205 BM sadrži veliku količinu Cr i Mo (pokazuje veći Creq), ali ima niži sadržaj Ni od zavara s E1, E2 i C elektrodama, što doprinosi većem omjeru Creq/Nieq.To je također vidljivo u trenutnoj studiji, kao što je prikazano u tablici 4, gdje je omjer Creq/Nieq određen za DSS 2205 BM iznad 1,95.Može se vidjeti da se zavari s elektrodama E1, E2 i C stvrdnjavaju u austenitnom-feritnom modu (AF mod), austenitnom modu (A mod) odnosno feritno-austenitnom modu, zbog većeg udjela bulk moda (FA mod) .), kao što je prikazano u tablici 4, sadržaj Ni, Cr i Mo u zavaru je manji, što ukazuje da je omjer Creq/Nieq niži od onog za BM.Primarni ferit u zavarenim spojevima elektrode E2 imao je vermikularnu morfologiju ferita, a utvrđeni omjer Creq/Nieq bio je 1,20 kao što je opisano u tablici 4.
Na sl.Slika 11a prikazuje potencijal otvorenog kruga (OCP) u odnosu na vrijeme za čeličnu strukturu AISI DSS 2205 u 3,5% otopini NaCl.Može se vidjeti da se ORP krivulja pomiče prema pozitivnijem potencijalu, što ukazuje na pojavu pasivnog filma na površini metalnog uzorka, pad potencijala ukazuje na opću koroziju, a skoro konstantan potencijal tijekom vremena ukazuje na stvaranje pasivni film tijekom vremena., Površina uzorka je stabilna i ima Sticky 77. Krivulje prikazuju eksperimentalne podloge u stabilnim uvjetima za sve uzorke u elektrolitu koji sadrži 3,5% otopine NaCl, s izuzetkom uzorka 7 (zavareni spoj s C-elektrodom), koji pokazuje malu nestabilnost.Ta se nestabilnost može usporediti s prisutnošću kloridnih iona (Cl-) u otopini, koji mogu uvelike ubrzati reakciju korozije, čime se povećava stupanj korozije.Promatranja tijekom OCP skeniranja bez primijenjenog potencijala pokazala su da Cl u reakciji može utjecati na otpornost i termodinamičku stabilnost uzoraka u agresivnom okruženju.Ma et al.81 i Lotho et al.5 potvrdio je tvrdnju da Cl- igra ulogu u ubrzavanju degradacije pasivnih filmova na podlogama, čime pridonosi daljnjem trošenju.
Elektrokemijska analiza ispitivanih uzoraka: (a) evolucija RSD ovisno o vremenu i (b) potenciodinamička polarizacija uzoraka u 3,5% otopini NaCl.
Na sl.Na slici 11b prikazana je usporedna analiza potenciodinamičkih polarizacijskih krivulja (PPC) zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C pod utjecajem 3,5% otopine NaCl.Zavareni BM uzorci u PPC i 3,5% otopini NaCl pokazali su pasivno ponašanje.Tablica 5 prikazuje parametre elektrokemijske analize uzoraka dobivene iz PPC krivulja, kao što su Ecorr (potencijal korozije) i Epit (potencijal rupičaste korozije) i njihova povezana odstupanja.U usporedbi s drugim uzorcima br. 2 i br. 5, zavarenim elektrodama E1 i E2, uzorci br. 1 i br. 7 (BM i zavareni spojevi s elektrodom C) pokazali su visok potencijal za jamičastu koroziju u otopini NaCl (slika 11b). ).Veća svojstva pasiviranja prvog u usporedbi s drugim rezultat su ravnoteže mikrostrukturnog sastava čelika (austenitne i feritne faze) i koncentracije legirajućih elemenata.Zbog prisutnosti feritne i austenitne faze u mikrostrukturi, Resendea et al.82 podržava pasivno ponašanje DSS-a u agresivnim medijima.Slaba učinkovitost uzoraka zavarenih elektrodama E1 i E2 može se povezati s osiromašenjem glavnih legirajućih elemenata, kao što su Cr i Mo, u zoni zavarivanja (WZ), budući da oni stabiliziraju feritnu fazu (Cr i Mo), djeluju kao pasivatori Legure u austenitnoj fazi oksidiranih čelika.Učinak ovih elemenata na otpornost na piting veći je u austenitnoj nego u feritnoj fazi.Iz tog razloga, feritna faza podliježe pasivizaciji brže nego austenitna faza povezana s prvim pasivacijskim područjem polarizacijske krivulje.Ovi elementi imaju značajan utjecaj na DSS otpornost na piting zbog njihove veće otpornosti na piting u austenitnoj fazi u usporedbi s feritnom fazom.Stoga je brza pasivizacija feritne faze 81% veća od one austenitne faze.Iako Cl- u otopini ima snažan negativan učinak na sposobnost pasiviranja čeličnog filma83.Posljedično, stabilnost pasivizirajućeg filma uzorka bit će znatno smanjena84.Iz tablice.Slika 6 također pokazuje da je potencijal korozije (Ecorr) zavarenih spojeva s E1 elektrodom nešto manje stabilan u otopini u usporedbi sa zavarenim spojevima s E2 elektrodom.To također potvrđuju niske vrijednosti tvrdoće zavara upotrebom elektroda E1 i E2 na sl.4a,b, što je posljedica niskog udjela ferita (tablica 5) i niskog udjela kroma i molibdena (tablica 4) u čeličnoj konstrukciji izrađenoj od.Može se zaključiti da korozijska otpornost čelika u simuliranom morskom okruženju raste sa smanjenjem struje zavarivanja, a opada s niskim udjelom Cr i Mo te niskim udjelom ferita.Ova izjava je u skladu sa studijom koju su proveli Salim et al.85 o učinku parametara zavarivanja kao što je struja zavarivanja na korozijsku cjelovitost zavarenih čelika.Kako klorid prodire u čelik na različite načine kao što je kapilarna apsorpcija i difuzija, stvaraju se jamice (rupičasta korozija) nejednakog oblika i dubine.Mehanizam je značajno drugačiji u otopinama s višim pH gdje se okolne (OH-) skupine jednostavno privlače na čeličnu površinu, stabilizirajući pasivni film i pružajući dodatnu zaštitu čeličnoj površini25,86.Najbolja otpornost na koroziju uzoraka br. 1 i br. 7 uglavnom je posljedica prisutnosti velike količine δ-ferita (tablica 5) i velike količine Cr i Mo (tablica 4) u strukturi čelika. razina rupičaste korozije uglavnom je prisutna u čeliku zavarenom DSS metodom, u strukturi dijelova u austenitnoj fazi.Stoga kemijski sastav legure igra odlučujuću ulogu u korozijskim svojstvima zavarenog spoja87,88.Osim toga, primijećeno je da su uzorci zavareni korištenjem E1 i C elektroda u ovoj studiji pokazali niže Ecorr vrijednosti iz PPC krivulja nego oni zavareni korištenjem E2 elektrode iz OCP krivulja (Tablica 5).Stoga, područje anode počinje s nižim potencijalom.Ta je promjena uglavnom posljedica djelomične stabilizacije pasivizirajućeg sloja formiranog na površini uzorka i katodne polarizacije koja se događa prije nego što se postigne puna stabilizacija OCP89.Na sl.Slike 12a i b prikazuju 3D slike optičkog profilera eksperimentalno korodiranih uzoraka pod različitim uvjetima zavarivanja.Može se vidjeti da se veličina rupičaste korozije na uzorcima povećava s nižim potencijalom rupičaste korozije stvorenom visokom strujom zavarivanja od 110 A (Sl. 12b), usporedivo s veličinom rupičaste korozije dobivenom za zavare s nižim omjerom struje zavarivanja od 90 A. (Sl. 12a).Ovo potvrđuje tvrdnju Mohammeda90 da se na površini uzorka formiraju klizne trake koje uništavaju površinski pasivacijski film izlaganjem supstrata 3,5% otopini NaCl tako da klorid počinje napadati, uzrokujući otapanje materijala.
SEM-EDS analiza u tablici 4 pokazuje da su PREN vrijednosti svake austenitne faze veće od onih za ferit u svim zavarima i BM.Pokretanje pitinga na međufazi ferit/austenit ubrzava uništavanje sloja pasivnog materijala zbog nehomogenosti i segregacije elemenata koji se pojavljuju u tim područjima91.Za razliku od austenitne faze, gdje je vrijednost ekvivalenta otpornosti na točku (PRE) viša, početak točaka u feritnoj fazi posljedica je niže vrijednosti PRE (Tablica 4).Čini se da austenitna faza sadrži značajnu količinu austenitnog stabilizatora (topivost dušika), što osigurava veću koncentraciju ovog elementa, a time i veću otpornost na piting92.
Na sl.Slika 13 prikazuje kritične temperaturne krivulje za E1, E2 i C zavare.S obzirom da je gustoća struje porasla na 100 µA/cm2 zbog pitinga tijekom ASTM testa, jasno je da @110A zavar s E1 pokazuje minimalnu kritičnu temperaturu pittinga od 27,5°C, a zatim E2 @ 90A lemljenje pokazuje CPT od 40 °C, au slučaju C@110A najviša CPT je 41°C.Promatrani rezultati dobro se slažu s opaženim rezultatima polarizacijskih testova.
Mehanička svojstva i korozijsko ponašanje dvostrukih zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika ispitani su pomoću novih E1 i E2 elektroda.Alkalna elektroda (E1) i kisela elektroda (E2) korištene u SMAW procesu uspješno su obložene sastavom fluksa s ukupnim omjerom pokrivenosti od 1,7 mm i alkalnim indeksom od 2,40 odnosno 0,40.Procijenjena je toplinska stabilnost topitelja pripremljenih pomoću TGA u inertnom mediju.Prisutnost visokog udjela TiO2 (%) u matrici talila poboljšala je uklanjanje troske zavarenih spojeva za elektrode obložene kiselim topilom (E2) u usporedbi s elektrodama obloženim bazičnim topilom (E1).Iako dvije presvučene elektrode (E1 i E2) imaju dobru sposobnost pokretanja luka.Uvjeti zavarivanja, posebno unos topline, struja zavarivanja i brzina, igraju ključnu ulogu u postizanju ravnoteže austenit/ferit faze DSS 2205 zavara i izvrsnih mehaničkih svojstava zavara.Spojevi zavareni E1 elektrodom pokazali su izvrsna vlačna svojstva (posmična 0,2% YS = 497 MPa i UTS = 732 MPa), potvrđujući da elektrode obložene baznim talilom imaju visok indeks bazičnosti u usporedbi s elektrodama obloženim kiselim talilom.Elektrode pokazuju bolja mehanička svojstva s niskom alkalnošću.Očito je da u zavarenim spojevima elektroda s novim premazom (E1 i E2) ne postoji ravnoteža feritno-austenitne faze, što je otkriveno OES i SEM-EDS analizom zavara i kvantificirano volumnim udjelom u zavarivanje.Metalografija je potvrdila njihovu SEM studiju.mikrostrukture.To je uglavnom zbog iscrpljivanja legirajućih elemenata kao što su Cr i Mo i mogućeg oslobađanja Cr2N tijekom zavarivanja, što je potvrđeno EDS linijskim skeniranjem.Ovo je dodatno podržano niskim vrijednostima tvrdoće uočenim u zavarenim spojevima s E1 i E2 elektrodama zbog njihovog niskog udjela ferita i legirajućih elemenata u strukturi čelika.Dokazni potencijal korozije (Ecorr) zavarenih spojeva s elektrodom E1 pokazao se nešto manje otpornim na koroziju u otopini u usporedbi sa zavarenim spojevima s elektrodom E2.Ovo potvrđuje učinkovitost novorazvijenih elektroda u zavarenim spojevima ispitanim u okruženju s 3,5% NaCl bez sastava legure smjese topitelja.Može se zaključiti da otpornost na koroziju u simuliranom morskom okruženju raste sa smanjenjem struje zavarivanja.Dakle, taloženje karbida i nitrida i kasnije smanjenje otpornosti na koroziju zavarenih spojeva s elektrodama E1 i E2 objašnjeno je povećanom strujom zavarivanja, što je dovelo do neravnoteže u ravnoteži faza zavarenih spojeva od dvonamjenskih čelika.
Na zahtjev, podatke za ovu studiju će dati odgovarajući autor.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. i Liimatainen J. Mikrostruktura super dupleks nehrđajućeg čelika formiranog metalurgijom praha vrućim izostatičkim prešanjem u industrijskoj toplinskoj obradi.Metal.alma mater.trans.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. i Kitagawa Y. Kontrola mikrostrukture u spajanju modernih nehrđajućih čelika.U Processing New Materials for Advanced Electromagnetic Energy, 419–422 (2005).
Smook O. Mikrostruktura i svojstva super duplex nehrđajućih čelika moderne metalurgije praha.Kraljevski tehnološki institut (2004.)
Lotto, TR i Babalola, P. Ponašanje polarizacijske korozije i mikrostrukturna analiza AA1070 aluminijskih i silicij karbidnih matričnih kompozita pri koncentracijama kiselog klorida.Uvjerljivi inženjer.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. i Ferro P. Proces zavarivanja, mikrostrukturne promjene i konačna svojstva duplex i super duplex nehrđajućih čelika.Duplex nehrđajući čelik 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013.).
Kisasoz A., Gurel S. i Karaaslan A. Utjecaj vremena žarenja i brzine hlađenja na proces taloženja kod dvofaznih čelika otpornih na koroziju.Metal.znanost.toplinska obrada.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S i Ravi K. Razvoj mršavih dupleks nehrđajućih čelika (LDSS) s izvrsnim mehaničkim i korozijskim svojstvima u laboratoriju.Napredna alma mater.spremnik.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. i Isgor OB Metalurška i elektrokemijska svojstva super dupleks slojeva obloge od nehrđajućeg čelika na podlogama od mekog čelika dobivenih laserskim legiranjem u sloju praha.znanost.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. i Kuroda, K. Napori za uštedu nikla u austenitnim nehrđajućim čelicima.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. i Gonome F. Razvoj nove serije mršavih dupleks nehrđajućih čelika.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Tehničko izvješće br. 126 (2021).