ارزيابي ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال غير همسان فولاد كم-آلياژ فريتي Gr.11-A387 به فولاد زنگ‌نزن آستنيتي A240-TP. 316

Evaluating the microstructure and mechanical properties of dissimilar welding between austenitic stainless steel A240-TP. 316 and ferritic low alloy steel A387-Gr. 11

اتصال غیرهم‎سان فولادهای فریتی كم‌آلیاژ به فولادهای زنگ¬نزن آستنیتی، در دهه‌های گذشته به‎صورت گسترده‌ای در صنایع به‎كار گرفته شده است. در تحقیق حاضر، دو فولاد زنگ‌نزن آستنیتی A240-TP. 316 و فولاد كم‌آلیاژ فریتی A387-Gr. 11 توسط جوشكاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ با دو جریان ثابت و پالسی و با استفاده از دو نوع فلز پركننده‎ی ER309L و ERNiCr-3 ، به‎هم جوش داده شدند. پس از انجام آزمون¬های متالوگرافی، آزمون‎های تعیین تركیب شیمیایی، ریزسختی‎سنجی، كشش و ضربه، مشخص شد كه به‎طور كلی، نمونه‌های جوشكاری شده توسط جریان پالسی، به‎دلیل گرمای ورودی كم‎تر و ایجاد اختلاط بیش‎تر در حوضچه‎ی جوش، ضمن كاهش وقوع پدیده‎های نامطلوب متالورژیكی مانند تشكیل منطقه‎ی فقیر از كربن، منطقه‎ی انتقالی و منطقه‎ی مخلوط نشده، بهبود خواص مكانیكی اتصال را در بر داشتند. نتایج نشان دادند كه فلز پركننده‎ی پایه نیكل، به‎دلیل محدود كردن نفوذ كربن به‎درون حوضچه‎ی جوش و كاهش احتمال تشكیل منطقه‎ی انتقالی نسبت به فلز پركننده‎ی دیگر، مطلوب¬تر است.

Dissimilar joint of low-alloy ferritic steel and austenitic stainless steel has been widely used in industries. In this study, the austenitic stainless steel A240-TP.316 and low-alloy ferritic steel A387-Gr.11 were welded together by gas tungsten arc welding (GTAW) method with constant and pulsed currents. Two types of filler metals, i.e. ER309L and ERNiCr-3, were used in this investigation. The microstructure of the dissimilar weldment was characterized by conventional metallography using optical and scanning electron microscopes and by energy disperse spectroscopy (EDS). The mechanical properties of test samples were evaluated by tension, charpy impact and microhardness experiments. It was found that the samples welded by pulsed current exhibit relatively higher impact energies mainly due to their lower heat input induction and creation of intense mixing in the welding pool. Consequently, the formation of undesirable microstructural features such as carbon depleted zone, transmission region and unmixed zones were reduced in the pulsed current welded specimens. Among all the filler metals used, the nickel based filler metal was found to be suitable since in this case, the migration of carbon into the welding pool was limited and therefore, the risk of transition region formation as compared with other filler metals decreased.