ارزیابی خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی آلیاژ مونل ۴۰۰ پس از جوشکاری همزن اصطکاکی
[پایاننامه]
/مهدی فتحی
: مهندسی مواد
، ۱۳۹۴
۹۱ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
شناسایی و انتخاب مواد
۱۳۹۴/۱۲/۰۰
صنعتی سهند
مونلها گروهی از آلیاژهای نیکل- مس هستند و دارای مقادیر کمی آهن، منگنز، کربن و سیلیسیم میباشد .آلیاژهای مونل در برابر جریان پرسرعت آب دریا، مقاومت به خوردگی بهتری از نیکل خالص از خود نشان میدهند .کاربرد ویژه این آلیاژها در ساخت مخازن و تجهیزات فناوری هستهای لزوم استفاده از فرایند جوشکاری صحیح را دوچندان نموده است .سیالیت پایین آلیاژ مونل ۴۰۰ و میل به ایجاد تخلخل و به خصوص حساسیت به ترک خوردگی تحت تنش این آلیاژ از مواردی هستند که جوشکاری آن را با مشکلاتی مواجه میکنند .بر این اساس در این پژوهش نمونههای مونل ۴۰۰ تحت عملیات جوشکاری همزن اصطکاکی (FSW) قرار گرفتند تا تاثیر پارامترهای مختلف این نوع جوشکاری در خواص مکانیکی و خوردگی آلیاژ مورد بررسی قرار گیرد .به این منظور نمونههایی با ضخامت ۲/۴ میلیمتر در سرعتهای چرخشی ۴۵۰ و rpm ۹۰۰ و سرعتهای خطی ۵۰ ، ۱۰۰ و min/mm ۲۰۰ و با استفاده از ابزار کاربید تنگستن جوشکاری شدند و سپس تاثیر پارامترهای جوشکاری بر ریزساختار و خواص مکانیکی و خوردگی جوشهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسختی سنجی، آزمون کشش و پلاریزاسیون مورد ارزیابی قرار گرفت .به منظور بررسی تأثیر حالت اولیه ورقها (نورد شده یا آنیل شده)، ادامه فرایند جوشکاری FSW با پارامتر بهینه جوشکاری بر روی ورق نورد شده انجام گرفت .نتایج حاصل از پژوهش نشان میدهند که به استثنا جوشکاری با پارامتر min/mm ۵۰ rpm ۹۰۰ که باعث ساییدگی و ازبین رفتن پین ابزار شد، جوشکاری با سایر پارامترهای منتخب خط جوش سالم و بدون عیبی در پی داشت .ریزساختار مونل ۴۰۰ در نواحی مختلف جوش تحت تاثیر سیکل دمایی و تغییر شکل پلاستیک ناشی از فرایند جوشکاری همزن اصطکاکی میباشد .به نحوی که در ناحیه همزده، تبلور مجدد دینامیکی رخ داده و منجر به ریزدانه شدن ریزساختار میگردد به طوری که اندازه دانه از m۴۸/۸۷ در فلز پایه به ۱۴/۶۴ در ناحیه همزده با پارامتر جوشکاری min/mm ۲۰۰ rpm ۴۵۰ کاهش یافت .ریز شدن ریزساختار منجر به افزایش سختی از HV۱۶۴ در فلز پایه به HV۲۱۴ در ناحیه همزده جوش min/mm ۲۰۰ rpm ۴۵۰ شد .مشاهده شد که با افزایش سرعت پیشروی در سرعت چرخشی ثابت ابزار و کاهش سرعت چرخشی در سرعت پیشروی ثابت ابزار، اندازه دانه در ناحیه همزده جوش کاهش و در نتیجه سختی آن افزایش مییابد. اعمال پارامتر بهینه جوشکاری بر روی ورق نورد شده منجر به ایجاد جوش با عیب شیاری گردید .همه نمونههای جوشکاری شده استحکام کششی بالاتری را نسبت به فلز پایه نشان دادند و بیشترین مقدار استحکام کششی در نمونه جوشکاری شده با پارامتر min/mm ۲۰۰ rpm ۹۰۰ مشاهده شد .ضمن اینکه بررسیهای خوردگی نشان دادند که مقاومت به خوردگی نمونههای جوشکاری شده نسبت به فلز پایه کاهش مییابد