321 kemijski sastav cijevi namotane cijevi od nehrđajućeg čelika Mehanička svojstva i korozivno ponašanje dupleksnog šava od nehrđajućeg čelika s novom elektrodom

Hvala vam što ste posjetili Nature.com.Koristite verziju pretraživača sa ograničenom podrškom za CSS.Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani pretraživač (ili onemogućite način kompatibilnosti u Internet Exploreru).Osim toga, kako bismo osigurali stalnu podršku, prikazujemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Klizači koji prikazuju tri članka po slajdu.Koristite dugmad za nazad i sledeće da biste se kretali kroz slajdove ili dugmad kontrolora slajdova na kraju za kretanje kroz svaki slajd.

Hemijski sastav cijevi od nehrđajućeg čelika 321

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

Mehanička svojstva cijevi od nehrđajućeg čelika 321

Prema proizvođaču zavojnih cijevi od nehrđajućeg čelika 321, mehanička svojstva cijevi zavojnice od nehrđajućeg čelika 321 prikazana su u nastavku: Vlačna čvrstoća (psi) Jačina tečenja (psi) Izduženje (%)

Primjena i upotreba cijevi od nehrđajućeg čelika 321

U mnogim inženjerskim aplikacijama, mehanička svojstva i svojstva korozije zavarenih konstrukcija od dupleks nerđajućeg čelika (DSS) su najvažniji faktori.Trenutna studija istraživala je mehanička svojstva i otpornost na koroziju dupleksnih zavara od nehrđajućeg čelika u okruženju koje simulira 3,5% NaCl koristeći posebno dizajniranu novu elektrodu bez dodavanja legirajućih elemenata uzorcima fluksa.Na elektrodama E1 i E2 za zavarivanje DSS ploča korištena su dva različita tipa fluksa sa osnovnim indeksom 2,40 i 0,40.Termička stabilnost sastava fluksa procijenjena je termogravimetrijskom analizom.Hemijski sastav, kao i mehanička i korozivna svojstva zavarenih spojeva ocjenjivani su emisionom spektroskopijom u skladu sa različitim ASTM standardima.Rendgenska difrakcija se koristi za određivanje faza prisutnih u DSS zavarenim spojevima, a skeniranje elektrona sa EDS se koristi za pregled mikrostrukture zavarenih spojeva.Vlačna čvrstoća zavarenih spojeva izvedenih elektrodama E1 bila je u granicama 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 sa E1 elektrodama premazanim osnovnim fluksovima imaju bolja mehanička svojstva.Čelična konstrukcija ima visoku otpornost na koroziju u okruženju od 3,5% NaCl.Ovo potvrđuje operativnost zavarenih spojeva napravljenih sa novorazvijenim elektrodama.Rezultati su razmatrani u smislu iscrpljivanja legirajućih elemenata kao što su Cr i Mo uočeno u zavarenim spojevima sa obloženim elektrodama E1 i E2, te oslobađanja Cr2N u zavarenim spojevima izrađenim elektrodama E1 i E2.
Povijesno gledano, prvi službeni spomen dupleks nehrđajućeg čelika (DSS) datira iz 1927. godine, kada se koristio samo za određene odljevke i nije korišten u većini tehničkih primjena zbog visokog sadržaja ugljika1.Ali naknadno je standardni sadržaj ugljika smanjen na maksimalnu vrijednost od 0,03%, a ovi čelici su dobili široku primjenu u raznim područjima2,3.DSS je porodica legura sa približno jednakim količinama ferita i austenita.Istraživanja su pokazala da feritna faza u DSS-u pruža odličnu zaštitu od pucanja izazvanog naprezanjem od korozije (SCC), što je bilo važno pitanje za austenitne nerđajuće čelike (ASS) u 20. veku.S druge strane, u nekim inženjerskim i drugim industrijama4 potražnja za skladištenjem raste po stopi i do 20% godišnje.Ovaj inovativni čelik sa dvofaznom austenitno-feritnom strukturom može se dobiti odgovarajućim odabirom sastava, fizičko-hemijskim i termomehaničkim rafiniranjem.U poređenju sa jednofaznim nerđajućim 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 sredinama koje sadrže kiseline, kiselinske hloride, morska voda i korozivne hemikalije9.Zbog godišnjih fluktuacija cijena legura nikla (Ni) na općem tržištu, struktura DSS-a, posebno niskog tipa nikla (lean DSS), postigla je mnoga izvanredna dostignuća u poređenju sa čelno centriranim kubnim (FCC) željezom10, 11. Glavni Problem ASE dizajna je u tome što su podvrgnuti raznim teškim uslovima.Stoga, različiti inženjerski odjeli i kompanije pokušavaju promovirati alternativne nehrđajuće čelike sa niskim sadržajem nikla (Ni) koji imaju performanse jednako ili bolje od tradicionalnih ASS sa odgovarajućom zavarljivošću i koriste se u industrijskim aplikacijama kao što su izmjenjivači topline morske vode i kemijska industrija.kontejner 13 za sredine sa visokom koncentracijom hlorida.
U savremenom tehnološkom napretku, zavarena proizvodnja igra vitalnu ulogu.Tipično, DSS strukturni elementi se spajaju elektrolučnim zavarivanjem zaštićenim gasom ili elektrolučnim zavarivanjem.Na zavar uglavnom utiče sastav elektrode koja se koristi za zavarivanje.Elektrode za zavarivanje sastoje se od dva dijela: metala i fluksa.Najčešće se elektrode premazuju fluksom, mješavinom metala koji pri razgradnji oslobađaju plinove i formiraju zaštitnu trosku koja štiti zavar od kontaminacije, povećava stabilnost luka i dodaje legirajuću komponentu za poboljšanje kvalitete zavarivanja14 .Lijevano željezo, aluminij, nehrđajući čelik, meki čelik, čelik visoke čvrstoće, bakar, mesing i bronza su neki od metala elektroda za zavarivanje, dok su celuloza, željezni prah i vodonik neki od materijala koji se koriste.Ponekad se mešavini fluksa dodaju i natrijum, titanijum i kalijum.
Neki istraživači su pokušali proučiti utjecaj konfiguracije elektroda na mehanički i korozijski integritet zavarenih čeličnih konstrukcija.Singh et al.15 istraživao je utjecaj sastava fluksa na istezanje i vlačnu čvrstoću zavarenih spojeva zavarenim zavarivanjem pod vodom.Rezultati pokazuju da su CaF2 i NiO glavne determinante vlačne čvrstoće u odnosu na prisustvo FeMn.Chirag et al.16 istraživali su SMAW spojeve mijenjajući koncentraciju rutila (TiO2) u mješavini fluksa elektroda.Utvrđeno je da se svojstva mikrotvrdoće povećavaju zbog povećanja procenta i migracije ugljika i silicija.Kumar [17] proučavao je dizajn i razvoj aglomeriranih fluksa za zavarivanje čeličnih limova pod vodom.Nwigbo i Atuanya18 su istraživali upotrebu natrijum-silikatnih veziva bogatih kalijem za proizvodnju fluksa za elektrolučno zavarivanje i pronašli zavare visoke vlačne čvrstoće od 430 MPa i prihvatljive strukture zrna.Lothongkum et al.19 koristili su potenciokinetičku metodu za proučavanje volumnog udjela austenita u dupleksnom nehrđajućem čeliku 28Cr–7Ni–O–0,34N u zrakom zasićenom rastvoru NaCl u koncentraciji od 3,5% tež.pod pH uslovima.i 27°C.I dupleks i mikro dupleks nerđajući čelici pokazuju isti efekat azota na ponašanje korozije.Azot nije utjecao na potencijal korozije ili brzinu pri pH 7 i 10, međutim, potencijal korozije pri pH 10 bio je niži nego pri pH 7. S druge strane, na svim proučavanim razinama pH, potencijal je počeo rasti s povećanjem sadržaja dušika .Lacerda et al.20 proučavano piting dupleks nerđajućih čelika UNS S31803 i UNS S32304 u 3,5% rastvoru NaCl koristeći cikličku potenciodinamičku polarizaciju.U 3,5 tež.% otopine NaCl, na dvije ispitivane čelične ploče nađeni su znaci rupa.Čelik UNS S31803 ima veći potencijal korozije (Ecorr), potencijal pitting (Epit) i otpornost na polarizaciju (Rp) od čelika UNS S32304.UNS S31803 čelik ima veću repasivnost od čelika UNS S32304.Prema studiji Jianga et al.[21], vrh reaktivacije koji odgovara dvostrukoj fazi (austenit i feritna faza) dupleksnog nehrđajućeg čelika uključuje do 65% sastava ferita, a gustoća struje reaktivacije ferita raste s povećanjem vremena toplinske obrade.Dobro je poznato da austenitna i feritna faza pokazuju različite elektrohemijske reakcije pri različitim elektrohemijskim potencijalima21,22,23,24.Abdo et al.25 koristili su potenciodinamička mjerenja polarizacijske spektroskopije i spektroskopije elektrohemijske impedanse za proučavanje elektrohemijski izazvane korozije laserski zavarene 2205 DSS legure u vještačkoj morskoj vodi (3,5% NaCl) u uvjetima različite kiselosti i alkalnosti.Na izloženim površinama ispitanih DSS uzoraka uočena je piting korozija.Na osnovu ovih nalaza ustanovljeno je da postoji proporcionalna veza između pH medija za otapanje i otpornosti filma koji nastaje u procesu prenosa naboja, što direktno utiče na formiranje pitinga i njegovu specifikaciju.Svrha ove studije je bila da se shvati kako novorazvijena kompozicija elektroda za zavarivanje utiče na mehanički integritet i integritet otporan na habanje zavarenog DSS 2205 u okruženju 3,5% NaCl.
Minerali (sastojci) koji se koriste u formulacijama za oblaganje elektroda bili su kalcijum karbonat (CaCO3) iz okruga Obajana, država Kogi, Nigerija, kalcijum fluorid (CaF2) iz države Taraba, Nigerija, silicijum dioksid (SiO2), talk (Mg3Si4O) ) )2) i rutil (TiO2) dobijeni su iz Jos, Nigerija, a kaolin (Al2(OH)4Si2O5) je dobijen iz Kankare, država Katsina, Nigerija.Kao vezivo koristi se kalijev silikat, dobija se iz Indije.
Kao što je prikazano u tabeli 1, sastavni oksidi su nezavisno izmereni na digitalnoj vagi.Zatim je pomiješan s kalij-silikatnim vezivom (23% po težini) u električnoj miješalici (model: 641-048) iz Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) 30 minuta da bi se dobila homogena polučvrsta pasta.Mokro izmiješani fluks se iz mašine za briketiranje presuje u cilindrični oblik i dovodi u ekstruzijsku komoru pod pritiskom od 80 do 100 kg/cm2, a iz komore za punjenje žice se dovodi u ekstruder od nerđajuće žice prečnika 3,15 mm.Fluks se dovodi kroz sistem mlaznica/matrica i ubrizgava u ekstruder za ekstrudiranje elektroda.Dobijen je faktor pokrivenosti od 1,70 mm, gdje je faktor pokrivenosti definiran kao omjer prečnika elektrode i prečnika žice.Zatim su obložene elektrode sušene na zraku 24 sata i zatim kalcinirane u muflnoj peći (model PH-248-0571/5448) na 150–250 °C\(-\) 2 sata.Koristite jednačinu da izračunate alkalnost protoka.(1) 26;
Termička stabilnost uzoraka fluksa sastava E1 i E2 određena je termogravimetrijskom analizom (TGA).Uzorak od približno 25,33 mg fluksa ubačen je u TGA za analizu.Eksperimenti su izvedeni u inertnom mediju dobijenom kontinuiranim protokom N2 brzinom od 60 ml/min.Uzorak je zagrijan od 30°C do 1000°C brzinom zagrijavanja od 10°C/min.Prateći metode koje su spomenuli Wang et al.27, Xu et al.28 i Dagwa et al.29, termička dekompozicija i gubitak težine uzoraka na određenim temperaturama procijenjeni su iz TGA grafikona.
Obradite dvije DSS ploče 300 x 60 x 6 mm da se pripremite za lemljenje.V-žljeb je dizajniran s razmakom od 3 mm u korijenu, 2 mm korijenskom rupom i uglom žljeba od 60°.Ploča je zatim isprana acetonom kako bi se uklonili mogući zagađivači.Zavarite ploče pomoću zavarivača sa zaštićenim metalnim lukom (SMAW) sa pozitivnim polaritetom elektrode jednosmerne struje (DCEP) koristeći obložene elektrode (E1 i E2) i referentnu elektrodu (C) prečnika 3,15 mm.Električna obrada (EDM) (model: Excetek-V400) je korištena za obradu zavarenih čeličnih uzoraka za mehaničko ispitivanje i karakterizaciju korozije.Tabela 2 prikazuje primjer koda i opisa, a tabela 3 prikazuje različite radne parametre zavarivanja koji se koriste za zavarivanje DSS ploče.Jednačina (2) se koristi za izračunavanje odgovarajućeg unosa topline.
Koristeći Bruker Q8 MAGELLAN optički emisioni spektrometar (OES) talasne dužine od 110 do 800 nm i softver SQL baze podataka, određen je hemijski sastav zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C, kao i uzoraka osnovnog metala.koristi razmak između elektrode i uzorka metala koji se testira. Generira električnu energiju u obliku iskre.Uzorak komponenti se isparava i raspršuje, nakon čega slijedi atomska ekscitacija, koja potom emituje specifični linijski spektar31.Za kvalitativnu analizu uzorka, fotomultiplikator mjeri prisustvo posebnog spektra za svaki element, kao i intenzitet spektra.Zatim upotrijebite jednačinu za izračunavanje broja ekvivalentnog otpora pitinga (PREN).(3) Omjer 32 i WRC 1992 dijagram stanja koriste se za izračunavanje ekvivalenata hroma i nikla (Creq i Nieq) iz jednačina.(4) i (5) su 33 odnosno 34;
Imajte na umu da PREN uzima u obzir samo pozitivan uticaj tri glavna elementa Cr, Mo i N, dok je azotni faktor x u rasponu od 16-30.Tipično, x se bira sa liste od 16, 20 ili 30. U istraživanju dupleks nerđajućeg čelika, srednja vrijednost od 20 najčešće se koristi za izračunavanje vrijednosti PREN35,36.
Zavareni spojevi izrađeni različitim elektrodama testirani su na istezanje na univerzalnoj mašini za ispitivanje (Instron 8800 UTM) pri brzini deformacije od 0,5 mm/min u skladu sa ASTM E8-21.Vlačna čvrstoća (UTS), 0,2% granica popuštanja na smicanje (YS) i izduženje su izračunati prema ASTM E8-2137.
Zavareni dijelovi DSS 2205 su prvo brušeni i polirani korištenjem različitih veličina 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) tačaka od centra vara do osnovnog metala u razmaku od 1 mm.
Rentgenski 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 koja odgovara talasnoj dužini od 1,5406 Å i brzinom skeniranja od 3 ° Opseg skeniranja (2θ) min-1 je 38 do 103° za faznu analizu sa E1, E2 i C i BM elektrodama prisutnim u DSS zavarenim spojevima.Rietveldova metoda preciziranja korištena je za indeksiranje sastavnih faza korištenjem MAUD softvera koji je opisao Lutterotti39.Na osnovu ASTM E1245-03, izvršena je kvantitativna metalografska analiza mikroskopskih slika zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C pomoću softvera Image J40.Rezultati proračuna zapreminskog udjela feritno-austenitne faze, njihova prosječna vrijednost i devijacija dati su u tabeli.5. Kao što je prikazano u uzorku konfiguracije na sl.6d, izvršena je optička mikroskopska (OM) analiza na PM i zavarenim spojevima sa elektrodama E1 i E2 radi proučavanja morfologije uzoraka.Uzorci su polirani brusnim papirom od silicijum karbida (SiC) granulacije 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 i 2000.Uzorci su zatim elektrolitički nagrizani u 10% vodenom rastvoru oksalne kiseline na sobnoj temperaturi pri naponu od 5 V tokom 10 s i stavljeni na LEICA DM 2500 M optički mikroskop radi morfološke karakterizacije.Dalje poliranje uzorka izvršeno je korištenjem papira od silicijum karbida (SiC) granulacije 2500 za SEM-BSE analizu.Osim toga, mikrostruktura zavarenih spojeva je ispitana korištenjem ultra-visoke rezolucije emisionog skenirajućeg elektronskog mikroskopa (SEM) (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 destilovane vode na naponu od 5 V tokom 15 s, a zatim montiran na držač uzorka, koji se nalazi u SEM komori, za analizu uzoraka nakon pražnjenja komore dušikom.Elektronski snop generiran zagrijanim volframovim vlaknom stvara rešetku na uzorku kako bi se dobile slike pri različitim uvećanjima, a rezultati EMF-a su dobiveni korištenjem metoda Roche et al.41 i Mokobi 42 .
Metoda elektrohemijske potenciodinamičke polarizacije prema ASTM G59-9743 i ASTM G5-1444 korištena je za procjenu potencijala degradacije DSS 2205 ploča zavarenih elektrodama E1, E2 i C u okruženju 3,5% NaCl.Elektrohemijska ispitivanja su obavljena korišćenjem kompjuterski kontrolisanog Potentiostat-Galvanostat/ZRA aparata (model: PC4/750, Gamry Instruments, SAD).Elektrohemijska ispitivanja obavljena su na troelektrodnoj ispitnoj postavci: DSS 2205 kao radna elektroda, zasićena kalomelna elektroda (SCE) kao referentna elektroda i grafitna šipka kao kontra elektroda.Mjerenja su izvršena pomoću elektrohemijske ćelije, u kojoj je područje djelovanja otopine bila površina radne elektrode 0,78 cm2.Mjerenja su obavljena između -1,0 V do +1,6 V potencijala na unaprijed stabiliziranom OCP-u (u odnosu na OCP) pri brzini skeniranja od 1,0 mV/s.
Provedena su elektrohemijska ispitivanja kritične temperature udubljenja u 3,5% NaCl kako bi se procijenila otpornost zavarenih spojeva napravljenih sa E1, E2 i C elektrodama.jasno na potencijalu pitting u PB (između pasivnog i transpasivnog područja), i zavarenim uzorcima sa E1, E2, elektrodama C. Stoga se CPT mjerenja izvode kako bi se precizno odredio potencijal pitinga potrošnog materijala za zavarivanje.CPT ispitivanje je sprovedeno u skladu sa izveštajima o dupleks zavarivanju nerđajućeg čelika45 i ASTM G150-1846.Od svakog od čelika za zavarivanje (S-110A, E1-110A, E2-90A), izrezani su uzorci površine 1 cm2, uključujući bazu, šav i zone HAZ.Uzorci su polirani brusnim papirom i prahom glinice od 1 µm u skladu sa standardnim metalografskim postupcima pripreme uzoraka.Nakon poliranja, uzorci su ultrazvučno očišćeni u acetonu 2 min.3,5% NaCl test rastvor je dodat u CPT test ćeliju i početna temperatura je podešena na 25°C pomoću termostata (Neslab RTE-111).Nakon postizanja početne temperature ispitivanja od 25°C, plin Ar je puhao 15 min, zatim su uzorci stavljeni u ćeliju, a OCF je mjeren 15 min.Uzorak je zatim polarizovan 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.Tokom zagrijavanja ispitne otopine, temperaturni senzor se koristi za kontinuirano praćenje temperature otopine i pohranjivanje podataka o vremenu i temperaturi, a potenciostat/galvanostat se koristi za mjerenje struje.Kao kontra elektroda korištena je grafitna elektroda, a svi potencijali su mjereni u odnosu na Ag/AgCl referentnu elektrodu.Pročišćavanje argonom je vršeno tokom cijelog testa.
Na sl.1 prikazuje sastav (u težinskim procentima) komponenti fluksa F1 i F2 koje se koriste za proizvodnju alkalnih (E1) i kiselih (E2) elektroda, respektivno.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 elektroda E2, a zbog svoje bazičnosti se naziva kiselinski fluks indeks < 0,9 (tj. 2,40).0,40).Jasno je da elektrode obložene bazičnim fluksovima u većini slučajeva imaju bolja mehanička svojstva od elektroda obloženih kiselim fluksovima.Ova karakteristika je funkcija dominacije osnovnog oksida u sistemu sastava fluksa za elektrodu E1.Naprotiv, uklanjanje šljake (odvojivost) i malo prskanja uočeni u spojevima zavarenim E2 elektrodama karakteristični su za elektrode sa kiselim slojem fluksa s visokim sadržajem rutila.Ovo zapažanje je u skladu sa nalazima Gill-a47 da učinak sadržaja rutila na odvojivost šljake i nisko prskanje elektroda obloženih kiselim fluksom doprinosi brzom smrzavanju šljake.Kao lubrikant je korišten kaolin u sistemu fluksa koji se koristi za oblaganje elektroda E1 i E2, a talk je poboljšao ekstrudabilnost elektroda.Kalijum-silikatna veziva u sistemima fluksa doprinose boljem paljenju luka i stabilnosti performansi, a pored svojih adhezivnih svojstava, poboljšavaju odvajanje šljake u zavarenim proizvodima.Budući da je CaCO3 razbijač mreže (razbijač šljake) u fluksu i ima tendenciju da stvara mnogo dima tokom zavarivanja zbog termičke razgradnje na CaO i oko 44% CO2, TiO2 (kao neto graditelj / stvaralac šljake) pomaže u smanjenju količine dima tokom zavarivanja.zavarivanje i na taj način poboljšati odvojivost šljake kao što su predložili Jing et al.48.Fluor fluks (CaF2) je hemijski agresivan fluks koji poboljšava čistoću lema.Jastrzębska i dr.49 je izvijestio o utjecaju sastava fluorida ovog sastava fluksa na svojstva čistoće šava.Obično se fluks dodaje u područje zavarivanja kako bi se poboljšala stabilnost luka, dodali elementi za legiranje, nakupila troska, povećala produktivnost i poboljšao kvalitet zavarenog bazena 50.
TGA-DTG krive prikazane na sl.Na slikama 2a i 2b prikazan je trostepeni gubitak težine pri zagrijavanju u temperaturnom rasponu od 30-1000°C u atmosferi dušika.Rezultati na slikama 2a i b pokazuju da za uzorke bazičnog i kiselog fluksa, TGA kriva pada ravno dolje dok konačno ne postane paralelna s temperaturnom osom, oko 866,49°C odnosno 849,10°C.Gubitak težine od 1,30% i 0,81% na početku TGA krivulja na slikama 2a i 2b nastaje zbog 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 su se javljale 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 temperaturnim rasponima od 665,23°C–745,37°C i 745,37°C–849,10°C, njihov procentualni gubitak težine iznosio 0,81 odnosno 6,73%, što se pripisuje termička razgradnja.Budući da su komponente fluksa neorganske, isparljive tvari su ograničene na mješavinu fluksa.Stoga su redukcija i oksidacija strašne.Ovo je u skladu sa rezultatima Baloguna et al.51, Kamli et al.52 i Adeleke et al.53.Zbir gubitka mase uzorka fluksa uočen na sl.2a i 2b iznosi 13,26%, odnosno 8,43%.Manji gubitak mase uzoraka fluksa na sl.2b je posljedica visokih tačaka topljenja TiO2 i SiO2 (1843 odnosno 1710°C) kao glavnih oksida koji čine mješavinu fluksa54,55, dok TiO2 i SiO2 imaju niže tačke topljenja.tačka topljenja Primarni oksid: CaCO3 (825 °C) u uzorku fluksa na sl.2a56.Ove promjene u tački topljenja primarnih oksida u mješavinama fluksa dobro su izvijestili 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 se uzorci fluksa koji se koriste u oblogama elektroda E1 i E2 podvrgavaju razgradnji u jednom koraku, kao što sugerira Brown57.Temperaturni opseg procesa može se vidjeti iz krivulja derivacije (tež.%) na sl.2a i b.Budući da TGA kriva ne može precizno opisati specifičnu temperaturu na kojoj sistem fluksa prolazi kroz faznu promjenu i kristalizaciju, TGA derivat se koristi za određivanje tačne vrijednosti temperature svakog fenomena (promjena faze) kao endotermnog vrha za pripremu sistema fluksa.
TGA-DTG krive koje pokazuju termičku dekompoziciju (a) alkalnog fluksa za E1 premaz elektrode i (b) kiselog fluksa za E2 premaz elektrode.
U tabeli 4 prikazani su rezultati spektrofotometrijske analize i SEM-EDS analize osnovnog metala DSS 2205 i zavarenih spojeva izrađenih elektrodama E1, E2 i C.E1 i E2 su pokazali da je sadržaj hroma (Cr) naglo opao na 18,94 i 17,04%, a sadržaj molibdena (Mo) 0,06 odnosno 0,08%.vrijednosti zavara sa elektrodama E1 i E2 su niže.Ovo je malo u skladu sa izračunatom PREN vrijednošću za feritno-austenitnu fazu iz SEM-EDS analize.Dakle, može se vidjeti da piting počinje u fazi s niskim PREN vrijednostima (zavari od E1 i E2), u osnovi kao što je opisano u tabeli 4. Ovo ukazuje na iscrpljivanje i moguće taloženje legure u zavaru.Naknadno, smanjenje sadržaja legirajućih elemenata Cr i Mo u zavarenim spojevima proizvedenim elektrodama E1 i E2 i njihove niske vrijednosti pitting ekvivalenta (PREN) prikazani su u tabeli 4, što stvara problem za održavanje otpornosti u agresivnim sredinama, posebno u hloridnim sredinama.-sadrži okruženje.Relativno visok sadržaj nikla (Ni) od 11,14% i dozvoljena granica sadržaja mangana u zavarenim spojevima E1 i E2 elektroda mogli su pozitivno uticati na mehanička svojstva zavarenih spojeva koji se koriste u uslovima koji simuliraju morsku vodu (Sl. 3. ).izrađeni su korištenjem rada Yuan i Oy58 i Jing et al.48 o učinku sastava s visokim sadržajem nikla i mangana na poboljšanje mehaničkih svojstava DSS zavarenih konstrukcija u teškim radnim uvjetima.
Rezultati ispitivanja zatezanja za (a) UTS i 0,2% sag YS i (b) ravnomjerno i puno istezanje i njihove standardne devijacije.
Osobine čvrstoće osnovnog materijala (BM) i zavarenih spojeva napravljenih od razvijenih elektroda (E1 i E2) i komercijalno dostupne elektrode (C) ocjenjivane su na dvije različite struje zavarivanja od 90 A i 110 A. 3(a) i (b) prikazati UTS, YS sa pomakom od 0,2%, zajedno sa podacima o istezanju i standardnoj devijaciji.Rezultati pomaka UTS i YS od 0,2% dobijeni iz 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 sa C) su 878 i 616 MPa, 732 i 497 MPa, 687 i 461 MPa i 769 i 549 MPa, respektivno, i njihove odgovarajuće standardne devijacije.Od sl.110 A) su uzorci označeni brojevima 1, 2, 3, 6 i 7, s minimalnim preporučenim vlačnim svojstvima većim od 450 MPa u testu zatezanja i 620 MPa u testu zatezanja koje je predložio Grocki32.Izduženje uzoraka za zavarivanje sa 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 osnovne metale.Manje istezanje je objašnjeno mogućim defektima zavarivanja ili sastavom fluksa elektrode (slika 3b).Može se zaključiti da BM duplex nehrđajući čelik i zavareni spojevi sa E1, E2 i C elektrodama općenito imaju značajno veća vlačna svojstva zbog relativno visokog sadržaja nikla (tablica 4), ali je to svojstvo uočeno kod zavarenih spojeva.Manje efikasan E2 se dobija iz kiselog sastava fluksa.Gunn59 je pokazao učinak legura nikla na poboljšanje mehaničkih svojstava zavarenih spojeva i kontrolu fazne ravnoteže i raspodjele elemenata.Ovo još jednom potvrđuje činjenicu da elektrode napravljene od sastava bazičnog fluksa imaju bolja mehanička svojstva od elektroda napravljenih od mješavina kiselog fluksa, kako sugeriraju Bang et al.60.Time je dat značajan doprinos postojećim saznanjima 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 dobijeni iz jednog smjera uzorka (od WZ do BM), a na sl.4b prikazuje rezultate tvrdoće dobivene na obje strane uzorka.Vrijednosti tvrdoće dobijene tokom zavarivanja uzoraka br. 2, 3, 4 i 5, koji su zavareni spojevi sa elektrodama E1 i E2, mogu biti posljedica krupnozrne strukture tokom skrućivanja u ciklusima zavarivanja.Uočen je nagli porast tvrdoće i kod krupnozrnastog HAZ-a i kod sitnozrnastog HAZ-a svih uzoraka br. 2-7 (vidi šifre uzoraka u tabeli 2), što se može objasniti mogućom promjenom mikrostrukture šav kao rezultat hromiranih uzoraka zavara bogati su emisijama (Cr23C6) .U poređenju sa drugim uzorcima zavarivanja 2, 3, 4 i 5, vrednosti tvrdoće zavarenih spojeva uzoraka br. 6 i 7 na sl.4a i 4b gore (Tabela 2).Prema Mohammedu et al.61 i Nowacki i Lukoje62, to može biti zbog visoke vrijednosti δ ferita i induciranih zaostalih napona u zavaru, kao i iscrpljivanja legirajućih elemenata kao što su Mo i Cr u zavaru.Čini se da su vrijednosti tvrdoće svih razmatranih eksperimentalnih uzoraka u području BM konzistentne.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.
Dobijene su različite faze prisutne u zavarenom DSS 2205 sa E1, E2 i C elektrodama, a XRD spektri za ugao difrakcije 2\(\theta\) prikazani su na slici 5. Vrhovi austenita (\(\gamma\) ) i feritne (\(\alpha\)) faze su identificirane pod uglovima difrakcije od 43° i 44°, što je konačna potvrda da je sastav šava dvofazni nehrđajući čelik 65.da DSS BM pokazuje samo austenitnu (\(\gamma\)) i feritnu (\(\alpha\)) faze, potvrđujući mikrostrukturne rezultate prikazane na slikama 1 i 2. 6c, 7c i 9c.Feritna (\(\alpha\)) faza uočena kod DSS BM i visoki vrh u zavaru na elektrodi C ukazuju na njegovu otpornost na koroziju, jer ova faza ima za cilj povećati otpornost čelika na koroziju, kao što su Davison i Redmond66 navedeno, prisustvo feritnih stabilizirajućih elemenata, kao što su Cr i Mo, efikasno stabilizuje pasivni film materijala u sredinama koje sadrže hlorid.U tabeli 5 prikazana je feritno-austenitna faza kvantitativnom metalografijom.Odnos volumnog udjela ferit-austenitne faze u zavarenim spojevima elektrode C postiže se približno (≈1:1).Nizak feritni (\alpha\)) fazni sastav zavarenih spojeva upotrebom E1 i E2 elektroda u rezultatima volumnog udjela (tablica 5) ukazuje na moguću osjetljivost na korozivnu okolinu, što je potvrđeno elektrohemijskom analizom.potvrđeno (Sl. 10a,b)), budući da feritna faza pruža visoku čvrstoću i zaštitu od pucanja izazvanog hloridom.To dodatno potvrđuju niske vrijednosti tvrdoće uočene u zavarenim spojevima elektroda E1 i E2 na sl.4a,b, koji su uzrokovani niskim udjelom ferita u čeličnoj konstrukciji (tablica 5).Prisustvo neuravnoteženih austenitnih (\(\gamma\)) i feritnih (\(\alpha\)) faza u zavarenim spojevima pomoću E2 elektroda ukazuje na stvarnu ranjivost čelika na ravnomjeran napad korozije.Naprotiv, XPA spektri dvofaznih čelika zavarenih spojeva sa E1 i C elektrodama, uz rezultate BM, obično ukazuju na prisustvo austenitnih i feritnih stabilizirajućih elemenata, što materijal čini korisnim u građevinarstvu i petrohemijskoj industriji. , jer su tvrdili Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant i drugi67.
Optički mikrosnimci zavarenih spojeva E1 elektroda s različitim geometrijama zavara: (a) HAZ prikazuje liniju fuzije, (b) HAZ prikazuje liniju fuzije pri većem uvećanju, (c) BM za feritno-austenitnu fazu, (d) geometrija zavara , (e) Pokazuje prelaznu zonu u blizini, (f) HAZ prikazuje feritno-austenitnu fazu pri većem uvećanju, (g) Zona zavara prikazuje feritno-austenitnu fazu Zatezna faza.
Optičke mikrofotografije zavara E2 elektroda pri različitim geometrijama zavara: (a) HAZ prikazuje liniju fuzije, (b) HAZ prikazuje liniju fuzije pri većem uvećanju, (c) BM za feritno-austenitnu masivnu fazu, (d) geometrija zavara, (e) ) koja prikazuje prelaznu zonu u blizini, (f) HAZ koja prikazuje feritno-austenitnu fazu pri većem uvećanju, (g) zona zavarivanja koja prikazuje feritno-austenitnu fazu.
Slike 6a–c i, na primjer, prikazuju metalografsku strukturu DSS spojeva zavarenih pomoću E1 elektrode pri različitim geometrijama zavarivanja (slika 6d), pokazujući gdje su optički mikrosnimci snimljeni pri različitim uvećanjima.Na sl.6a, b, f – prelazne zone zavarenih spojeva koje pokazuju faznu ravnotežnu strukturu ferit-austenita.Slike 7a-c i, na primjer, također prikazuju OM DSS spoja zavarenog korištenjem E2 elektrode pri različitim geometrijama zavarivanja (slika 7d), predstavljajući tačke analize OM pri različitim uvećanjima.Na sl.7a,b,f prikazana je prijelazna zona zavarenog spoja u feritno-austenitnoj ravnoteži.OM u zoni zavarivanja (WZ) prikazan je na sl.1 i sl.2. Zavari za elektrode E1 i E2 6g i 7g, respektivno.OM na BM je prikazan na slikama 1 i 2. Na sl.Na slikama 6c, e i 7c, e prikazani su slučajevi zavarenih spojeva sa elektrodama E1 i E2, respektivno.Svjetlo područje je austenitna faza, a tamno crno područje je feritna faza.Fazna ravnoteža u zoni zahvaćenom toplotom (HAZ) u blizini linije fuzije ukazuje na formiranje taloga Cr2N, kao što je prikazano na SEM-BSE mikrografijama na Sl.8a,b i potvrđeno na sl.9a,b.Prisustvo Cr2N uočeno u feritnoj fazi uzoraka na Sl.8a,b i potvrđeno SEM-EMF analizom tačaka i EMF linijskim dijagramima zavarenih dijelova (sl. 9a-b), posljedica je više temperature topline zavarivanja.Cirkulacija ubrzava uvođenje kroma i dušika, jer visoka temperatura u zavaru povećava koeficijent difuzije dušika.Ovi rezultati podržavaju studije Ramireza et al.68 i Herenyua et al.69 koje pokazuju da se, bez obzira na sadržaj dušika, Cr2N obično taloži na zrnima ferita, granicama zrna i α/\(\gamma\) granicama, kao što također sugeriraju drugim istraživačima.70.71.
(a) tačkasta SEM-EMF analiza (1, 2 i 3) zavarenog spoja sa E2;
Morfologija površine reprezentativnih uzoraka i njihove odgovarajuće EMF prikazane su na Sl.10a–c.Na sl.Na slikama 10a i 10b prikazani su SEM mikrografi i njihovi EMF spektri zavarenih spojeva pomoću elektroda E1 i E2 u zoni zavarivanja, odnosno na sl.10c prikazuje SEM mikrografije i EMF spektre OM koji sadrži austenit (\(\gamma\)) i ferit (\(\alpha\)) faze bez ikakvih taloga.Kao što je prikazano u EDS spektru na slici 10a, procenat Cr (21,69 tež.%) i Mo (2,65 tež. %) u poređenju sa 6,25 tež. % Ni daje osećaj odgovarajuće ravnoteže feritno-austenitne faze.Mikrostruktura sa visokim smanjenjem sadržaja hroma (15,97 tež.%) i molibdena (1,06 tež.%) u poređenju sa visokim sadržajem nikla (10,08 tež.%) u mikrostrukturi zavarenog spoja elektrode E2, prikazana na sl.1. Uporedite.EMF spektar 10b.Iglasti oblik sa sitnozrnatom austenitnom strukturom koji se vidi na WZ prikazanom na sl.10b potvrđuje moguće iscrpljivanje feritizujućih elemenata (Cr i Mo) u šavu i taloženje hrom nitrida (Cr2N) – austenitnu fazu.Raspodjela čestica precipitacije duž granica austenitne (\(\gamma\)) i feritne (\(\alpha\)) faze DSS zavarenih spojeva potvrđuje ovu tvrdnju72,73,74.Ovo također rezultira njegovim lošim korozijskim performansama, budući da se Cr smatra glavnim elementom za formiranje pasivnog filma koji poboljšava lokalnu otpornost čelika na koroziju59,75 kao što je prikazano na slici 10b.Može se vidjeti da BM na SEM mikrografiji na Sl. 10c pokazuje snažno prefinjenost zrna jer rezultati EDS spektra pokazuju Cr (23,32 tež%), Mo (3,33 tež%) i Ni (6,32 tež.%).%) dobra hemijska svojstva.%) kao važan legirajući element za provjeru ravnotežne mikrostrukture feritno-austenitne faze strukture DSS76.Rezultati kompozicione EMF spektroskopske analize zavarenih spojeva E1 elektrode opravdavaju njenu upotrebu u građevinarstvu i slabo agresivnim sredinama, budući da su austenitni tvorci i feritni stabilizatori u mikrostrukturi usklađeni sa standardom DSS AISI 220541.72 za zavarene spojeve, 77.
SEM mikroslike 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 uočeno da se DSS zavari skrućuju u potpuno feritnom (F-mode) modu, pri čemu jezgra austenita nukleira ispod temperature feritnog solvusa, koja uglavnom ovisi o omjeru ekvivalenta hroma i nikla (Creq/Nieq) (> 1,95 predstavlja način F) Neki istraživači su primijetili ovaj efekat čelika zbog jake difuzijske sposobnosti Cr i Mo kao feritnih elemenata 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 šava sa E1, E2 i C elektrodama, što doprinosi većem Creq/Nieq omjeru.Ovo je takođe vidljivo u trenutnoj studiji, kao što je prikazano u tabeli 4, gde je odnos Creq/Nieq određen za DSS 2205 BM iznad 1,95.Vidi se da zavari sa elektrodama E1, E2 i C stvrdnjavaju u austenitno-feritnom režimu (AF režim), austenitnom (A režim) i feritno-austenitnom režimu, respektivno, zbog većeg sadržaja rasutog režima (FA režim) .), kao što je prikazano u tabeli 4, sadržaj Ni, Cr i Mo u zavaru je manji, što ukazuje da je odnos Creq/Nieq niži od onog BM.Primarni ferit u zavarenim elektrodama E2 imao je vermikularnu feritnu morfologiju i utvrđeni omjer Creq/Nieq bio je 1,20 kao što je opisano u Tabeli 4.
Na sl.11a prikazuje potencijal otvorenog kruga (OCP) u odnosu na vrijeme za čeličnu konstrukciju AISI DSS 2205 u 3,5% otopini NaCl.Može se vidjeti da se ORP kriva pomiče prema pozitivnijem potencijalu, što ukazuje na pojavu pasivnog filma na površini uzorka metala, pad potencijala ukazuje na generaliziranu koroziju, a gotovo konstantan potencijal tokom vremena ukazuje na stvaranje pasivni film tokom vremena., Površina uzorka je stabilna i ima Sticky 77. Krivulje prikazuju eksperimentalne supstrate u stabilnim uslovima za sve uzorke u elektrolitu koji sadrži 3,5% rastvora NaCl, sa izuzetkom uzorka 7 (zavareni spoj sa C-elektrodom), što pokazuje malu nestabilnost.Ova nestabilnost se može uporediti sa prisustvom hloridnih jona (Cl-) u rastvoru, koji mogu u velikoj meri da ubrzaju reakciju korozije, čime se povećava stepen korozije.Posmatranja tokom OCP skeniranja bez primijenjenog potencijala pokazala su da Cl u reakciji može utjecati na otpornost i termodinamičku stabilnost uzoraka u agresivnim sredinama.Ma et al.81 i Lotho et al.5 je potvrdio tvrdnju da Cl- igra ulogu u ubrzavanju degradacije pasivnih filmova na podlogama, čime doprinosi daljnjem trošenju.
Elektrohemijska analiza ispitivanih uzoraka: (a) evolucija RSD u zavisnosti od vremena i (b) potenciodinamička polarizacija uzoraka u 3,5% rastvoru NaCl.
Na sl.11b prikazana je komparativna analiza potenciodinamičkih polarizacionih krivulja (PPC) zavarenih spojeva elektroda E1, E2 i C pod uticajem 3,5% rastvora NaCl.Zavareni uzorci BM u PPC i 3,5% otopini NaCl pokazali su pasivno ponašanje.U tabeli 5 prikazani su parametri elektrohemijske analize uzoraka dobijenih iz PPC krivulja, kao što su Ecorr (potencijal korozije) i Epit (potencijal korozije u obliku taloga) i njihova povezana odstupanja.U poređenju sa drugim uzorcima br. 2 i br. 5, zavarenim elektrodama E1 i E2, uzorci br. 1 i br. 7 (BM i zavareni spojevi sa elektrodom C) pokazali su visok potencijal za pojavu pitting korozije u rastvoru NaCl (Sl. 11b ).Veća pasivirajuća svojstva prvog u odnosu na potonje posljedica su ravnoteže mikrostrukturnog sastava čelika (austenitne i feritne faze) i koncentracije legirajućih elemenata.Zbog prisustva feritnih i austenitnih faza u mikrostrukturi, Resendea et al.82 podržava pasivno ponašanje DSS-a u agresivnim medijima.Niske performanse uzoraka zavarenih elektrodama E1 i E2 mogu biti povezane sa iscrpljivanjem glavnih legirajućih elemenata, kao što su Cr i Mo, u zoni zavarivanja (WZ), jer stabilizuju feritnu fazu (Cr i Mo), deluju kao pasivatori Legure u austenitnoj fazi oksidiranih čelika.Utjecaj ovih elemenata na otpornost na tomu je veći u austenitnoj fazi nego u feritnoj fazi.Iz tog razloga, feritna faza prolazi kroz pasivaciju brže od austenitne faze koja je povezana sa prvim pasivacijskim područjem krivulje polarizacije.Ovi elementi imaju značajan utjecaj na otpornost na točenje DSS-a zbog njihove veće otpornosti na piting u austenitnoj fazi u odnosu na feritnu fazu.Stoga je brza pasivacija feritne faze 81% veća od one austenitne faze.Iako otopina Cl-in ima snažan negativan utjecaj na pasivizirajuću sposobnost čelične folije83.Posljedično, stabilnost pasivirajućeg filma uzorka bit će znatno smanjena84.Iz tabele.Slika 6 također pokazuje da je potencijal korozije (Ecorr) zavarenih spojeva sa E1 elektrodom nešto manje stabilan u rastvoru u odnosu na zavarene spojeve sa E2 elektrodom.To potvrđuju i niske vrijednosti tvrdoće zavara pomoću elektroda E1 i E2 na sl.4a,b, što je zbog niskog sadržaja ferita (tablica 5) i niskog sadržaja hroma i molibdena (tablica 4) u čeličnoj konstrukciji od.Može se zaključiti da otpornost čelika na koroziju u simuliranom morskom okruženju raste sa smanjenjem struje zavarivanja i opada s niskim sadržajem Cr i Mo i niskim sadržajem ferita.Ova izjava je u skladu sa studijom Salima et al.85 o uticaju parametara zavarivanja kao što je struja zavarivanja na integritet korozije zavarenih čelika.Kako hlorid prodire u čelik na različite načine kao što su kapilarna apsorpcija i difuzija, formiraju se jame (pitting korozija) neujednačenog oblika i dubine.Mehanizam je značajno drugačiji u otopinama s višim pH gdje se okolne (OH-) grupe jednostavno privlače na površinu čelika, stabilizirajući pasivni film i pružajući dodatnu zaštitu površini čelika25,86.Najbolja otpornost na koroziju uzoraka br. 1 i br. 7 uglavnom je rezultat prisustva u čeličnoj konstrukciji velike količine δ-ferita (tabela 5) i velike količine Cr i Mo (tabela 4), budući da stepen pitting korozije je uglavnom prisutan kod čelika zavarenog DSS metodom, u austenitno-faznoj strukturi delova.Dakle, hemijski sastav legure igra odlučujuću ulogu u korozijskom učinku zavarenog spoja87,88.Osim toga, uočeno je da su uzorci zavareni pomoću E1 i C elektroda u ovoj studiji pokazali niže vrijednosti Ecorr iz PPC krivulja od onih zavarenih pomoću E2 elektrode sa OCP krivulja (Tablica 5).Stoga, anodna regija počinje sa nižim potencijalom.Ova promjena je uglavnom zbog djelomične stabilizacije pasivirajućeg sloja formiranog na površini uzorka i katodne polarizacije koja se javlja prije nego što se postigne potpuna stabilizacija OCP89.Na sl.12a i b prikazuju 3D optički profiler slike eksperimentalno korodiranih uzoraka pod različitim uvjetima zavarivanja.Može se vidjeti da se veličina korozije udubljenja uzoraka povećava sa nižim potencijalom korozije udubljenja koji stvara visoka struja zavarivanja od 110 A (Sl. 12b), uporedivom sa veličinom korozije udubljenja dobijenom za zavare s nižim omjerom struje zavarivanja od 90 A. (Sl. 12a).Ovo potvrđuje tvrdnju Mohammeda90 da se na površini uzorka formiraju klizne trake kako bi se uništio površinski pasivizirajući film izlaganjem supstrata 3,5% otopini NaCl tako da hlorid počinje napadati, uzrokujući otapanje materijala.
SEM-EDS analiza u Tabeli 4 pokazuje da su PREN vrijednosti svake austenitne faze veće od vrijednosti ferita u svim zavarenim spojevima i BM.Započinjanje pittinga na granici ferit/austenit ubrzava uništavanje sloja pasivnog materijala zbog nehomogenosti i segregacije elemenata koji se javljaju u tim područjima91.Za razliku od austenitne faze, gdje je vrijednost ekvivalenta piting otpora (PRE) veća, inicijacija pitinga u feritnoj fazi je zbog niže vrijednosti PRE (Tablica 4).Čini se da austenitna faza sadrži značajnu količinu stabilizatora austenita (rastvorljivost dušika), što obezbjeđuje veću koncentraciju ovog elementa, a samim tim i veću otpornost na piting92.
Na sl.Slika 13 prikazuje krivulje kritične temperature udubljenja za zavare E1, E2 i C.S obzirom na to da je gustina struje povećana na 100 µA/cm2 zbog pitting tokom ASTM testa, jasno je da je šav @110A sa E1 pokazao minimalnu kritičnu temperaturu od 27,5°C nakon čega slijedi E2 @ 90A lemljenje pokazuje CPT od 40 °C, au slučaju C@110A najviši CPT je 41°C.Uočeni rezultati se dobro slažu sa uočenim rezultatima testova polarizacije.
Mehanička svojstva i korozivno ponašanje dupleksnih zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika istražena su korištenjem novih E1 i E2 elektroda.Alkalna elektroda (E1) i kisela elektroda (E2) korištene u SMAW procesu uspješno su premazane fluksnom kompozicijom s ukupnim omjerom pokrivenosti od 1,7 mm i alkalnim indeksom od 2,40 odnosno 0,40.Procijenjena je termička stabilnost fluksa pripremljenih korištenjem TGA u inertnom mediju.Prisutnost visokog sadržaja TiO2 (%) u matrici fluksa poboljšala je uklanjanje troske zavarenih spojeva za elektrode obložene kiselim fluksom (E2) u odnosu na elektrode obložene bazičnim fluksom (E1).Iako dvije obložene elektrode (E1 i E2) imaju dobru sposobnost pokretanja luka.Uslovi zavarivanja, posebno unos toplote, struja zavarivanja i brzina, igraju ključnu ulogu u postizanju ravnoteže austenit/ferita faza DSS 2205 zavara i odličnih mehaničkih svojstava šava.Spojevi zavareni elektrodom E1 pokazali su izvrsna vlačna svojstva (smicanje 0,2% YS = 497 MPa i UTS = 732 MPa), potvrđujući da elektrode obložene osnovnim fluksom imaju visok indeks bazičnosti u odnosu na elektrode obložene kiselinom.Elektrode pokazuju bolja mehanička svojstva uz nisku alkalnost.Očigledno je da u zavarenim spojevima elektroda sa novim premazom (E1 i E2) ne postoji ravnoteža ferit-austenitne faze, što je otkriveno OES i SEM-EDS analizom šava i kvantificirano volumnim udjelom u zavar.Metalografija je potvrdila njihovu SEM studiju.mikrostrukture.To je uglavnom zbog iscrpljivanja legirajućih elemenata kao što su Cr i Mo i mogućeg oslobađanja Cr2N tokom zavarivanja, što je potvrđeno EDS linijskim skeniranjem.Ovo dodatno potkrepljuju niske vrijednosti tvrdoće uočene u zavarenim spojevima sa E1 i E2 elektrodama zbog njihovog niskog udjela ferita i legirajućih elemenata u čeličnoj strukturi.Dokazni potencijal korozije (Ecorr) zavarenih spojeva koji koriste E1 elektrodu pokazao se nešto manje otpornim na koroziju rastvora u poređenju sa zavarenim spojevima koji koriste E2 elektrodu.Ovo potvrđuje efikasnost novorazvijenih elektroda u zavarenim šavovima testiranim u okruženju 3,5% NaCl bez sastava legure mješavine fluksa.Može se zaključiti da otpornost na koroziju u simuliranom morskom okruženju raste sa smanjenjem struje zavarivanja.Tako je taloženje karbida i nitrida i naknadno smanjenje otpornosti na koroziju zavarenih spojeva pomoću E1 i E2 elektroda objašnjeno povećanom strujom zavarivanja, što je dovelo do neravnoteže faznog balansa zavarenih spojeva od čelika dvostruke namjene.
Na zahtjev, podatke za ovu studiju će dati odgovarajući autor.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. i Liimatainen J. Mikrostruktura super duplex nerđajućeg čelika formiranog metalurgijom praha vrućim izostatskim presovanjem u industrijskoj termičkoj 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 obradi novih materijala za naprednu elektromagnetnu energiju, 419–422 (2005).
Smook O. Mikrostruktura i svojstva super dupleks nerđajućih čelika savremene metalurgije praha.Kraljevski institut za tehnologiju (2004.)
Lotto, TR i Babalola, P. Polarizaciono korozivno ponašanje i mikrostrukturna analiza AA1070 aluminijumskih i silicijum karbidnih matričnih kompozita u koncentracijama klorida kiseline.Uvjerljivi inženjer.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. i Ferro P. Proces zavarivanja, mikrostrukturna promjena i konačna svojstva duplex i super duplex nehrđajućeg čelika.Dupleks nerđajući 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 u dvofaznim čelicima otpornim na koroziju.Metal.nauku.termičku obradu.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S i Ravi K. Razvoj lean duplex nehrđajućih čelika (LDSS) s odličnim mehaničkim i korozijskim svojstvima u laboratoriju.Napredna alma mater.rezervoar za skladištenje.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. i Isgor OB Metalurške i elektrohemijske osobine slojeva obloge od super dupleks nerđajućeg čelika na podlogama od mekog čelika dobijenih laserskim legiranjem u sloju praha.nauku.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 nerđajućim čelicima.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijiinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. i Gonome F. Razvoj nove serije lean duplex nerđajućeg čelika.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Tehnički izvještaj br. 126 (2021).