جوشكاري فولاد زنگ نزن سوپر دو فازي UNS S32750 به روش اصطكاكي اغتشاشي و ارزيابي ريز ساختار، خواص مكانيكي و خوردگي آن

فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي به دسته اي از فولادهاي زنگ نزن دو فازي گفته مي شود كه عدد PREN آن بالاتر از 40 باشد. فولاد UNS S32750 يكي از معروف ترين فولادهاي زنگ نزن سوپر دو فازي مي باشد، كه به علت خواص مطلوب استحكام و خوردگي در صنايع پالايشگاهي همچون نفت و گاز كاربرد عمده اي پيدا كرده است. با توجه به كاربرد اين فولاد اتصال دائم آن ها به روش جوشكاري اهميت بالايي مي يابد و مشكل عمده در اين رابطه افت خواص مكانيكي و خوردگي پس از جوشكاري مي باشد. در اين تحقيق جوشكاري فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي UNS S32750 با روش اصطكاكي اغتشاشي انجام شده است. ابزار مورد استفاده در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي كاربيد تنگستن رنيوم دار با قطر شانه 16 ميلي متر و قطر بزرگ پين 5 ميلي متر به ارتفاع 9/1 ميلي متر مي باشد. نتايج حاصل از آزمون پراش پرتوي ايكس نشان داد فازهاي مضر نظير سيگما و چي به علت كنترل حرارت ورودي تشكيل نشده اند. بررسي هاي ريزساختاري مشخص كرد اندازه ي دانه ها در منطقه اغتشاش نمونه هاي جوشكاري شده كاهش يافته است. آزمون ريز سختي بر روي نمونه هاي جوشكاري شده به روش ويكرز انجام پذيرفت. متوسط سختي فلز پايه در حدود 285 ويكرز بدست آمد. آزمون ريز سختي مشخص كرد كه در منطقه اغتشاش به دليل كاهش اندازه دانه سختي تا حدود 360 ويكرز افزايش يافته است. آزمون پلاريزاسيون سيكلي در مورد نمونه هاي اتصال يافته به روش اصطكاكي اغتشاشي نشان داد كه پتانسيل و جريان خوردگي مشابه با فلز پايه مي باشد. همچنين مشاهده شد در اثر جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي درصد فريت در مقطع جوش به دليل پايين بودن حرارت ورودي و بالا بودن سرعت سرد شدن تغيير قابل ملاحظه اي نشان نداده است.

Super duplex stainless steel is a kind of duplex stainless steel that has pitting resistant equivalent number over than 40. Unified Numbering System (UNS) S32750 is a common super duplex stainless stee, that is mostly applied in oil and gas refinery industries, because of its proper corrosion-resistant properties . Therefore, joining of these steels by welding is very important, but the greatest problem in this regard is the corrosion and decrease in mechanical properties after welding.. In this research, UNS S32750has been joined by friction stir welding method. The tool being used in this research was a WC with 16mm shoulder diameter, 5 mm pin diameter, and 1.9 mm height. X-ray diffraction showed that harmful phases, such as sigma or chi have not been formed. Microstructure study indicated that grain size in the stir zone has decreased. Vickers Hardness Test Method has been applied on welded samples. Moderate microhardness of base metal was 285 Vickers but, the microhardness increased in the stir zone to 360 Vickers, because of decreasing the grain size. The cyclic polarization determined that potential and corrosion current of joint metal by friction stir welding method was similar to base metal. Also, it was revealed that ferrite percentage in the stir zone doesn't decrease very much because the friction stir welding heat input is very low and the colding rate is very high.