Co-dhèanamh ceimigeach tiùb coiled 321 de stàilinn gun staoin Feartan meacanaigeach agus giùlan coirbeachd tàthadh stàilinn stainless dà-fhillte le dealan ùr

Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com.Tha thu a’ cleachdadh dreach brobhsair le taic CSS cuibhrichte.Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brobhsair ùraichte (no cuir à comas Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer).A bharrachd air an sin, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, bidh sinn a 'sealltainn an làrach gun stoidhlichean agus JavaScript.
Sleamhnagan a’ sealltainn trì artaigilean gach sleamhnag.Cleachd na putanan air ais is air adhart gus gluasad tro na sleamhnagan, no na putanan rianadair sleamhnag aig an deireadh gus gluasad tro gach sleamhnag.

Stàilinn stainless 321 Coil Tube Chemical Composition

Tha an co-dhèanamh ceimigeach de phìoban coil stàilinn 321 mar a leanas:
- Carbon: 0.08% max
- Manganese: 2.00% max
- Nickel: 9.00% min

Stàilinn stainless 321 Coil Tube Mechanical Properties

A rèir an Dèanadair Tube Coil Steel 321, tha feartan meacanaigeach tubing coil stàilinn 321 air an liostadh gu h-ìosal: Neart tensile (psi) Neart toraidh (psi) leudachadh (%)

Iarrtasan & Cleachdaidhean Tube Coil 321 Stàilinn

Ann am mòran de thagraidhean innleadaireachd, is e feartan meacanaigeach agus coirbeachd structaran tàthaichte stàilinn gun staoin (DSS) na nithean as cudromaiche.Rinn an sgrùdadh làithreach sgrùdadh air feartan meacanaigeach agus strì an aghaidh tàthadh stàilinn stainless dà-fhillte ann an àrainneachd a tha coltach ri 3.5% NaCl a’ cleachdadh dealan ùr a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte gun a bhith a’ cur eileamaidean alloying ris na sampallan flux.Chaidh dà sheòrsa flux le clàr-amais bunaiteach de 2.40 agus 0.40 a chleachdadh air dealanan E1 agus E2 airson bùird DSS tàthaidh, fa leth.Chaidh seasmhachd teirmeach nan cumaidhean flux a mheasadh a’ cleachdadh mion-sgrùdadh thermogravimetric.Chaidh co-dhèanamh ceimigeach a bharrachd air feartan meacanaigeach agus coirbeachd nan joints tàthaichte a mheasadh a’ cleachdadh speactroscopaidh sgaoilidh a rèir diofar inbhean ASTM.Bithear a’ cleachdadh eadar-dhealachadh X-ray gus na h-ìrean a tha an làthair ann an tàthadh DSS a dhearbhadh, agus thathas a’ cleachdadh sganadh dealanach le EDS gus mion-structar tàthadh a sgrùdadh.Bha neart tensile joints tàthaichte air an dèanamh le dealanan E1 taobh a-staigh 715-732 MPa, le dealanan E2 - 606-687 MPa.Chaidh an sruth tàthaidh àrdachadh bho 90 A gu 110 A, agus chaidh an cruas àrdachadh cuideachd.Tha feartan meacanaigeach nas fheàrr aig joints tàthaichte le dealanan E1 air an còmhdach le sruthan bunaiteach.Tha an structar stàilinn àrd an aghaidh creimeadh ann an àrainneachd NaCl 3.5%.Tha seo a’ dearbhadh comas obrachaidh joints tàthaichte air an dèanamh le electrodan ùra.Thathas a’ bruidhinn air na toraidhean a thaobh ìsleachadh eileamaidean alloying leithid Cr agus Mo a chaidh fhaicinn ann an tàthadh le electrodan còmhdaichte E1 agus E2, agus leigeil ma sgaoil Cr2N ann an tàthadh air a dhèanamh a’ cleachdadh electrodes E1 agus E2.
Gu h-eachdraidheil, tha a’ chiad iomradh oifigeil air stàilinn dà-fhillte (DSS) a’ dol air ais gu 1927, nuair nach deach a chleachdadh ach airson cuid de thilgeadh agus nach deach a chleachdadh anns a’ mhòr-chuid de thagraidhean teignigeach air sgàth cho àrd sa bha e gualain1.Ach às deidh sin, chaidh an susbaint gualain àbhaisteach a lughdachadh gu luach as àirde de 0.03%, agus chaidh na steels sin a chleachdadh gu farsaing ann an grunn raointean2,3.Tha DSS na theaghlach de aloidhean le timcheall air an aon mheud de ferrite agus austenite.Tha rannsachadh air sealltainn gu bheil an ìre ferritic ann an DSS a’ toirt dìon sàr-mhath an aghaidh sgàineadh creimeadh cuideam cloride (SCC), a bha na chùis chudromach airson steels stainless austenitic (ASS) san 20mh linn.Air an làimh eile, ann an cuid de ghnìomhachasan innleadaireachd agus gnìomhachasan eile4 tha iarrtas airson stòradh a’ fàs aig ìre suas ri 20% gach bliadhna.Faodar an stàilinn ùr-nodha seo le structar dà-ìre austenitic-ferritic fhaighinn le bhith a’ taghadh co-dhèanamh iomchaidh, grinneachadh corporra-ceimigeach agus thermomechanical.An coimeas ri stàilinn stainless aon-ìre, tha neart toraidh nas àirde aig DSS agus comas nas fheàrr seasamh an aghaidh SCC5, 6, 7, 8. Tha an structar dà-fhillte a’ toirt neart gun samhail dha na steels sin, cruas agus barrachd strì an aghaidh creimeadh ann an àrainneachdan ionnsaigheach anns a bheil searbhagan, searbhag clorides, uisge mara agus ceimigean creimneach9.Mar thoradh air caochlaidhean prìsean bliadhnail de aloidhean nicil (Ni) anns a’ mhargaidh choitcheann, tha structar DSS, gu sònraichte an seòrsa nicil ìosal (DSS leanmhainn), air mòran euchdan sònraichte a choileanadh an coimeas ri iarann ​​​​ciùbach aghaidh-meadhanaichte (FCC)10, 11. tha duilgheadas dealbhaidhean ASE leis gu bheil iad fo ùmhlachd diofar shuidheachaidhean cruaidh.Mar sin, tha grunn roinnean innleadaireachd agus companaidhean a’ feuchainn ri steels stainless nicil ìosal (Ni) eile a bhrosnachadh a bhios a’ coileanadh cho math ri no nas fheàrr na ASS traidiseanta le weldability iomchaidh agus a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean gnìomhachais leithid luchd-iomlaid teas uisge mara agus an gnìomhachas ceimigeach.container 13 airson àrainneachdan le dùmhlachd àrd de chlorides.
Ann an adhartas teicneòlach an latha an-diugh, tha àite deatamach aig cinneasachadh tàthaichte.Mar as trice, bidh tàthadh arc le sgiath gas no tàthadh arc le sgiath gas a’ tighinn còmhla ri buill structarail DSS.Tha buaidh mhòr aig an tàthadh air co-dhèanamh an electrode a thathar a’ cleachdadh airson tàthadh.Tha dà phàirt aig electrodan tàthaidh: meatailt agus flux.Mar as trice, bidh electrodan air an còmhdach le flux, measgachadh de mheatailtean a bhios, nuair a thèid an lobhadh, a ’leigeil a-mach gasaichean agus a’ cruthachadh slag dìon gus an tàthadh a dhìon bho thruailleadh, ag àrdachadh seasmhachd an arc, agus a ’cur pàirt alloying ris gus càileachd tàthaidh a leasachadh14 .Is e iarann ​​​​teilgte, alùmanum, stàilinn gun staoin, stàilinn tlàth, stàilinn àrd-neart, copar, umha, agus umha cuid de na meatailtean electrode tàthaidh, agus tha ceallalose, pùdar iarainn agus haidridean am measg cuid de na stuthan flux a thathas a’ cleachdadh.Uaireannan bidh sodium, titanium agus potasium cuideachd air an cur ris a 'mheasgachadh flux.
Tha cuid de luchd-rannsachaidh air feuchainn ri sgrùdadh a dhèanamh air a’ bhuaidh a tha aig rèiteachadh electrode air ionracas meacanaigeach agus coirbeachd structaran stàilinn tàthaichte.Singh et al.Rinn 15 sgrùdadh air buaidh co-dhèanamh flux air leudachadh agus neart tensile tàthadh air an tàthadh le tàthadh arc fon uisge.Tha na co-dhùnaidhean a’ sealltainn gur e CaF2 agus NiO na prìomh cho-dhùnaidhean air neart tensile an taca ri làthaireachd FeMn.Rinn Chirag et al.16 sgrùdadh air coimeasgaidhean SMAW le bhith ag atharrachadh an ìre de rutile (TiO2) ann am measgachadh electrode flux.Chaidh a lorg gu robh feartan microhardness àrdachadh mar thoradh air àrdachadh anns an àireamh sa cheud agus imrich gualain agus sileaconach.Rinn Kumar [17] sgrùdadh air dealbhadh agus leasachadh fluxes cruinnichte airson tàthadh arc fon uisge air siotaichean stàilinn.Rinn Nwigbo agus Atuanya18 sgrùdadh air cleachdadh luchd-ceangail sodium silicate làn potasium airson a bhith a’ dèanamh sruthan tàthaidh arc agus lorg iad tàthadh le neart tensile àrd de 430 MPa agus structar gràin iomchaidh.Chleachd Lothongkum et al.19 dòigh potentiokinetic airson sgrùdadh a dhèanamh air bloigh lìonaidh austenite ann an stàilinn dà-fhillte 28Cr–7Ni–O–0.34N ann am fuasgladh NaCl làn-èadhair aig dùmhlachd de 3.5% wt.fo chumhachan pH.agus 27 ° C.Tha an dà stàilinn stainless dà-fhillte agus meanbh-dùbailte a 'nochdadh an aon bhuaidh a tha aig nitrigin air giùlan corrach.Cha tug nitrogen buaidh air comas corrach no ìre aig pH 7 agus 10, ge-tà, bha an comas corrach aig pH 10 nas ìsle na aig pH 7. Air an làimh eile, aig a h-uile ìre pH a chaidh a sgrùdadh, thòisich an comas a’ dol am meud le barrachd susbaint naitridean. .Lacerda et al.Rinn 20 sgrùdadh air stàilinn dà-fhillte UNS S31803 agus UNS S32304 ann am fuasgladh 3.5% NaCl a’ cleachdadh polarachadh potentiodynamic cearcallach.Ann am fuasgladh 3.5 wt.% de NaCl, chaidh comharran de shlaodadh a lorg air an dà phlàta stàilinn a chaidh a sgrùdadh.Tha comas creimeadh nas àirde aig stàilinn UNS S31803 (Ecorr), comas sèididh (Epit) agus strì polarachaidh (Rp) na stàilinn UNS S32304.Tha repassivity nas àirde aig stàilinn UNS S31803 na stàilinn UNS S32304.A rèir sgrùdadh le Jiang et al.[21], tha an stùc ath-ghnìomhachadh a tha co-chosmhail ris an ìre dhùbailte (ìre austenite agus ferrite) de stàilinn stainless duplex a’ toirt a-steach suas ri 65% de cho-dhèanamh ferrite, agus tha dùmhlachd gnàthach ath-ghnìomhachadh ferrite ag àrdachadh le barrachd ùine làimhseachadh teas.Tha fios gu bheil na h-ìrean austenitic agus ferritic a’ nochdadh diofar ath-bheachdan electroceimiceach aig diofar chomasan electroceimiceach21,22,23,24.Chleachd Abdo et al.25 tomhasan potentiodynamic de speactroscopaidh polarization agus speactroscopaidh bacadh electroceimiceach gus sgrùdadh a dhèanamh air coirbeachd electrochemically air a bhrosnachadh le alloy 2205 DSS le tàthadh laser ann an uisge mara fuadain (3.5% NaCl) fo chumhachan de dhiofar searbhachd agus alcaileachd.Chaidh corraidheachd sèididh fhaicinn air uachdar fosgailte nan sampallan DSS a chaidh a dhearbhadh.Stèidhichte air na co-dhùnaidhean sin, chaidh a stèidheachadh gu bheil dàimh co-rèireach eadar pH a ’mheadhan fuasglaidh agus an aghaidh an fhilm a chaidh a chruthachadh anns a’ phròiseas gluasad cosgais, a bheir buaidh dhìreach air cruthachadh pitting agus an sònrachadh aige.B’ e adhbhar an sgrùdaidh seo tuigse fhaighinn air mar a tha co-dhèanamh electrode tàthaidh ùr-leasaichte a’ toirt buaidh air ionracas meacanaigeach agus caitheamh-dhìonach DSS 2205 tàthaichte ann an àrainneachd NaCl 3.5%.
B’ e na mèinnirean flux (tàthchuid) a chaidh a chleachdadh anns na cumaidhean còmhdach electrode Calcium Carbonate (CaCO3) bho Sgìre Obajana, Kogi State, Nigeria, Calcium Fluoride (CaF2) bho Taraba State, Nigeria, Silicon Dioxide (SiO2), Talc Powder (Mg3Si4O10 (OH) ) )2) agus rutile (TiO2) fhaighinn bho Jos, Nigeria, agus kaolin (Al2 (OH) 4Si2O5) fhaighinn bho Kankara, Katsina State, Nigeria.Tha potasium silicate air a chleachdadh mar inneal-ceangail, gheibhear e bho na h-Innseachan.
Mar a chithear ann an Clàr 1, bha na ocsaidean co-phàirteach air an tomhas gu neo-eisimeileach air cothromachadh didseatach.Bha e an uairsin air a mheasgachadh le inneal-ceangail potassium silicate (23% a rèir cuideam) ann am measgachadh dealain (modail: 641-048) bho Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) airson 30 mionaid gus pas leth-chruaidh aon-ghnèitheach fhaighinn.Tha an flux measgaichte fliuch air a bhruthadh a-steach do chumadh siolandair bhon inneal briquetting agus air a bhiadhadh a-steach don t-seòmar eas-tharraing aig cuideam 80 gu 100 kg / cm2, agus bhon t-seòmar biadhaidh uèir air a bhiathadh a-steach don inneal-uèir stainless trast-thomhas 3.15mm.Tha an flux air a bhiathadh tro shiostam nozzle / die agus air a chuir a-steach don extruder gus na dealanan a thoirt a-mach.Chaidh factar còmhdaich de 1.70 mm fhaighinn, far a bheil am bàillidh còmhdaich air a mhìneachadh mar cho-mheas trast-thomhas an electrode gu trast-thomhas an ialla.An uairsin chaidh na dealanan còmhdaichte a thiormachadh ann an èadhar airson 24 uair a thìde agus an uairsin a chalcachadh ann am fùirneis muffle (modail PH-248-0571/5448) aig 150-250 ° C \ (- \) airson 2 uair.Cleachd an co-aontar gus alkalinity an t-sruth obrachadh a-mach.(1) 26;
Chaidh seasmhachd teirmeach sampallan sruthadh E1 agus E2 a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh mion-sgrùdadh thermogravimetric (TGA).Chaidh sampall de mu 25.33 mg de flux a luchdachadh a-steach don TGA airson mion-sgrùdadh.Chaidh na deuchainnean a dhèanamh ann am meadhan inert a fhuaireadh le sruthadh leantainneach de N2 aig ìre 60 ml / min.Chaidh an sampall a theasachadh bho 30 ° C gu 1000 ° C aig ìre teasachaidh 10 ° C / min.Às deidh na dòighean air an tug Wang et al.27, Xu et al.28 agus Dagwa et al.29 iomradh, chaidh lobhadh teirmeach agus call cuideim de na sampallan aig teòthachd sònraichte a mheasadh bho phlocan TGA.
Pròiseas dà phlàta DSS 300 x 60 x 6 mm gus ullachadh airson solder.Chaidh an V-groove a dhealbhadh le beàrn freumh 3mm, toll freumh 2mm agus ceàrn groove 60 °.Chaidh an truinnsear an uairsin a nighe le acetone gus truailleadh a dh’ fhaodadh a bhith air a thoirt air falbh.Weld na truinnsearan le bhith a’ cleachdadh welder arc meatailt le sgiath (SMAW) le polarity dearbhach electrode gnàthach (DCEP) a’ cleachdadh electrodan còmhdaichte (E1 agus E2) agus electrod iomraidh (C) le trast-thomhas de 3.15 mm.Chaidh innealachadh sgaoilidh dealain (EDM) (Modail: Excetek-V400) a chleachdadh gus sampallan stàilinn tàthaichte a inneal airson deuchainn meacanaigeach agus comharrachadh coirbeachd.Tha Clàr 2 a’ sealltainn a’ chòd eisimpleir agus an tuairisgeul, agus tha Clàr 3 a’ sealltainn na diofar pharaimearan obrachaidh tàthaidh a thathas a’ cleachdadh gus bòrd DSS a thàthadh.Tha co-aontar (2) air a chleachdadh gus an cuir a-steach teas co-fhreagarrach obrachadh a-mach.
A’ cleachdadh speactrometer sgaoilidh optigeach Bruker Q8 MAGELLAN (OES) le tonn-tonn de 110 gu 800 nm agus bathar-bog stòr-dàta SQL, chaidh co-dhèanamh ceimigeach joints tàthaidh de electrodes E1, E2 agus C, a bharrachd air sampallan den bhun-mheatailt, a dhearbhadh.a’ cleachdadh a’ bheàirn eadar an dealan-dealan agus an sampall meatailt fo dheuchainn A’ gineadh lùth dealain ann an cruth sradag.Tha sampall de na co-phàirtean air a ghluasad agus air a spraeadh, air a leantainn le excitation atamach, a bhios an uairsin a’ sgaoileadh speactram loidhne sònraichte31.Airson mion-sgrùdadh càileachdail air an sampall, bidh an tiùb photomultiplier a’ tomhas làthaireachd speactram sònraichte airson gach eileamaid, a bharrachd air cho dian sa tha an speactram.An uairsin cleachd an co-aontar gus obrachadh a-mach an àireamh strì co-ionann (PREN).(3) Tha Co-mheas 32 agus diagram stàite WRC 1992 air an cleachdadh gus na co-aontaran cromium agus nicil (Creq agus Nieq) obrachadh a-mach bho na co-aontaran.(4) agus (5) 33 agus 34 fa leth;
Thoir an aire nach eil PREN a’ toirt aire ach do bhuaidh adhartach nan trì prìomh eileamaidean Cr, Mo agus N, fhad ‘s a tha am bàillidh nitrogen x anns an raon 16-30.Mar as trice, tha x air a thaghadh bhon liosta de 16, 20, no 30. Ann an rannsachadh air steels stainless duplex, tha luach eadar-mheadhanach de 20 air a chleachdadh gu cumanta airson luachan PREN35,36 obrachadh a-mach.
Chaidh joints tàthaichte a chaidh a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh diofar electrodan a dhearbhadh tensile air inneal deuchainn uile-choitcheann (Instron 8800 UTM) aig ìre strain de 0.5 mm / min a rèir ASTM E8-21.Chaidh neart tensile (UTS), neart toraidh rùsgaidh 0.2% (YS), agus leudachadh a thomhas a rèir ASTM E8-2137.
Chaidh tàthadh DSS 2205 a ghrunnd an toiseach agus a lìomhadh le bhith a’ cleachdadh diofar mheudan grit (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 agus 1200) ro sgrùdadh cruas.Chaidh sampallan tàthaichte a dhèanamh le electrodan E1, E2 agus C. Tha cruas air a thomhas aig deich (10) puingean bho mheadhan an tàthaidh chun mheatailt bunaiteach le eadar-ama de 1 mm.
X-ray diffractometer (D8 Discover, Bruker, A’ Ghearmailt) air a rèiteachadh le bathar-bog Bruker XRD Commander airson cruinneachadh dàta agus rèididheachd Cu-K-α air a shìoladh le lùth le lùth de 8.04 keV a rèir tonn-tonn de 1.5406 Å agus ìre scan de 3 ° Tha an raon scan (2θ) min-1 38 gu 103 ° airson mion-sgrùdadh ìre le dealanan E1, E2 agus C agus BM an làthair ann an tàthadh DSS.Chaidh an dòigh ath-nuadhachaidh Rietveld a chleachdadh gus ìrean co-roinneil a chlàradh a’ cleachdadh bathar-bog MAUD air a mhìneachadh le Lutterotti39.Stèidhichte air ASTM E1245-03, chaidh mion-sgrùdadh cainneachdail metallographic air ìomhaighean microscopach de na h-aonaidhean tàthaidh de electrodes E1, E2 agus C a dhèanamh a’ cleachdadh bathar-bog Image J40.Tha toraidhean àireamhachadh bloigh tomhas-lìonaidh na h-ìre ferrite-austenitic, an luach cuibheasach agus an claonadh air an toirt seachad sa chlàr.5. Mar a chithear anns an rèiteachadh sampall ann am fige.6d, chaidh mion-sgrùdadh microscopy optigeach (OM) a dhèanamh air PM agus joints tàthaichte le electrodes E1 agus E2 gus sgrùdadh a dhèanamh air morf-eòlas nan sampallan.Chaidh na sampallan a lìomhadh le pàipear-gainmhich 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, agus 2000 grit silicon carbide (SiC).Chaidh na sampallan an uairsin a shnaidheadh ​​​​gu electrolytically ann am fuasgladh searbhag oxalic uisgeach 10% aig teòthachd an t-seòmair aig bholtadh 5 V airson 10 s agus air a chuir air microsgop optigeach LEICA DM 2500 M airson comharrachadh morphologach.Chaidh tuilleadh snasadh air an t-sampall a’ cleachdadh pàipear 2500 grit silicon carbide (SiC) airson mion-sgrùdadh SEM-BSE.A bharrachd air an sin, chaidh na joints tàthaichte a sgrùdadh airson meanbh-structar a’ cleachdadh miocroscop sganadh sgaoilidh achaidh ultra-àrd (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) uidheamaichte le EMF.Chaidh sampall 20 × 10 × 6 mm a chur gu talamh a’ cleachdadh diofar phàipearan-gainmhich SiC ann am meud bho 120 gu 2500. Chaidh na sampallan a shnaidheadh ​​gu electrolytically ann an 40 g de NaOH agus 100 ml de dh’ uisge grùide aig bholtadh 5 V airson 15 s, agus an uairsin air a chuir suas air neach-gleidhidh sampall, suidhichte ann an seòmar SEM, airson mion-sgrùdadh sampaill às deidh an seòmar a ghlanadh le naitridean.Bidh beam dealanach air a ghineadh le filament tungsten teasachaidh a ’cruthachadh grèata air an sampall gus ìomhaighean a thoirt gu buil aig diofar mheudan, agus chaidh toraidhean EMF fhaighinn a’ cleachdadh dhòighean Roche et al.41 agus Mokobi 42.
Chaidh modh polarachadh electrochemical potentiodynamic a rèir ASTM G59-9743 agus ASTM G5-1444 a chleachdadh gus measadh a dhèanamh air comas truaillidh truinnsearan DSS 2205 air an tàthadh le dealanan E1, E2 agus C ann an àrainneachd NaCl 3.5%.Chaidh deuchainnean electroceimiceach a dhèanamh a’ cleachdadh inneal Potentiostat-Galvanostat/ZRA fo smachd coimpiutair (modail: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Chaidh deuchainn electroceimiceach a dhèanamh air suidheachadh deuchainn trì-dealanach: DSS 2205 mar electrod obrach, electrode calomel shàthaichte (SCE) mar electrod iomraidh agus slat grafait mar electrod an aghaidh.Chaidh na tomhasan a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh cealla electrochemical, anns an robh raon gnìomh an fhuasglaidh na raon den dealan obrach 0.78 cm2.Chaidh tomhasan a dhèanamh eadar comas -1.0 V gu +1.6 V air OCP ro-sheasmhach (an coimeas ri OCP) aig ìre scan de 1.0 mV / s.
Chaidh deuchainnean teodhachd èiginneach electroceimiceach a dhèanamh ann an 3.5% NaCl gus measadh a dhèanamh air strì an aghaidh tàthadh a chaidh a dhèanamh le electrodan E1, E2, agus C.gu soilleir air a’ chomas sèididh anns a’ PB (eadar na roinnean fulangach agus tar-ghnèitheach), agus sampaill tàthaichte le E1, E2, Electrodes C. Mar sin, thathas a’ dèanamh tomhasan CPT gus dearbhadh ceart a dhèanamh air comas tàthaidh stuthan consum tàthaidh.Chaidh deuchainn CPT a dhèanamh a rèir aithisgean tàthaidh stàilinn stainless dà-fhillte45 agus ASTM G150-1846.Bho gach aon de na steels a bhith air an tàthadh (S-110A, E1-110A, E2-90A), chaidh sampaill le farsaingeachd de 1 cm2 a ghearradh, a ’toirt a-steach a’ bhunait, an tàthadh, agus sònaichean HAZ.Chaidh na sampallan a lìomhadh le bhith a’ cleachdadh pàipear-gainmhich agus siodar pùdar alumina 1 µm a rèir modhan ullachaidh sampall metallographic àbhaisteach.Às deidh snasadh, chaidh na sampallan a ghlanadh gu ultrasonically ann an acetone airson 2 min.Chaidh fuasgladh deuchainn 3.5% NaCl a chur ris a ’chill deuchainn CPT agus chaidh an teòthachd tùsail atharrachadh gu 25 ° C a’ cleachdadh teirmostat (Neslab RTE-111).Às deidh dha an teòthachd deuchainn tùsail de 25 ° C a ruighinn, chaidh an gas Ar a shèideadh airson 15 min, an uairsin chaidh na sampallan a chuir a-steach don chill, agus chaidh an OCF a thomhas airson 15 min.Chaidh an sampall an uairsin a polarachadh le bhith a’ cur a-steach bholtadh de 0.3 V aig teòthachd tùsail de 25 ° C, agus chaidh an sruth a thomhas airson 10 min45.Tòisich a 'teasachadh an fhuasglaidh aig ìre 1 ° C / min gu 50 ° C.Rè teasachadh an fhuasglaidh deuchainn, thathas a ’cleachdadh an sensor teothachd gus sùil leantainneach a chumail air teòthachd an fhuasglaidh agus a’ stòradh dàta ùine agus teòthachd, agus thathas a ’cleachdadh an potentiostat / galvanostat gus an sruth a thomhas.Chaidh dealan grafait a chleachdadh mar an dealan-aghaidh, agus chaidh a h-uile comas a thomhas an coimeas ris an electrod iomraidh Ag / AgCl.Chaidh purge Argon a dhèanamh tron ​​​​deuchainn.
Air fige.Tha 1 a’ sealltainn co-dhèanamh (ann an cuideam sa cheud) de na co-phàirtean flux F1 agus F2 a thathas a’ cleachdadh airson dealanan alcaileach (E1) agus searbhagach (E2) a dhèanamh, fa leth.Tha an clàr-amais flux basicity air a chleachdadh gus ro-innse a dhèanamh air feartan meacanaigeach agus metallurgical joints tàthaichte.Is e F1 am pàirt den flux a thathas a’ cleachdadh airson na dealanan E1 a chòmhdach, ris an canar flux alcalin leis gu bheil an clàr-amais bunaiteach aige > 1.2 (ie 2.40), agus is e F2 am flux a thathas a’ cleachdadh airson na dealanan E2 a chòmhdach, ris an canar flux searbhagach air sgàth cho bunaiteach ‘s a tha e. clàr-amais <0.9 (ie 2.40).0.40).Tha e soilleir gu bheil feartan meacanaigeach nas fheàrr aig electrodan còmhdaichte le sruthan bunaiteach sa mhòr-chuid na electrodan còmhdaichte le sruthan searbhagach.Tha am feart seo mar dhleastanas air ceannas an ogsaidean bunaiteach anns an t-siostam co-dhèanamh flux airson electrode E1.Air an làimh eile, tha an toirt air falbh slag (sgaradh) agus spatter ìosal a chithear ann an joints air an tàthadh le dealanan E2 àbhaisteach do eleactrothan le còmhdach flux searbhagach le susbaint àrd de rutile.Tha am beachd seo co-chòrdail ri co-dhùnaidhean Gill47 gu bheil buaidh susbaint rutile air so-ruigsinneachd slag agus an ìre ìosal de eleactronan còmhdaichte le flux searbhagach a’ cur ri reothadh slag luath.Chaidh Kaolin anns an t-siostam flux a chaidh a chleachdadh airson electrodan E1 agus E2 a chòta a chleachdadh mar leann, agus leasaich pùdar talc comasachd nan dealanan.Bidh luchd-ceangail potasium silicate ann an siostaman flux a’ cur ri lasadh arc nas fheàrr agus seasmhachd dèanadais, agus, a bharrachd air na feartan adhesive aca, a’ leasachadh dealachadh slag ann am bathar tàthaichte.Leis gu bheil CaCO3 na inneal-brisidh lom (briseadh slag) anns an t-sruth agus gu bheil e buailteach tòrr ceò a ghineadh aig àm tàthaidh mar thoradh air lobhadh teirmeach a-steach do CaO agus timcheall air 44% CO2, bidh TiO2 (mar neach-togail lom / seann slag) a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh na h-àireimh. deatach aig àm tàthaidh.tàthadh agus mar sin a’ leasachadh so-ruigsinneachd slag mar a mhol Jing et al.48.Tha fluorine Flux (CaF2) na shruth ceimigeach ionnsaigheach a leasaicheas glainead solder.Jastrzębska et al.Thug 49 cunntas air a’ bhuaidh a bh’ aig co-dhèanamh fluoride den cho-sgrìobhadh flux seo air feartan glainead tàthaidh.Mar as trice, bidh flux air a chur ris an raon tàthaidh gus seasmhachd arc a leasachadh, eileamaidean alloying a chuir ris, slag a thogail, cinneasachd àrdachadh, agus càileachd an amar tàthaidh 50 a leasachadh.
Na lùban TGA-DTG a chithear ann am Figs.Tha 2a agus 2b a’ sealltainn call cuideim trì ìrean nuair a thèid teasachadh anns an raon teòthachd 30-1000 ° C ann an àile nitrigin.Tha na toraidhean ann am Figearan 2a agus b a’ sealltainn, airson sampallan flux bunaiteach agus searbhagach, gun tuit an lùb TGA dìreach sìos gus am bi e mu dheireadh co-shìnte ris an axis teòthachd, timcheall air 866.49 ° C agus 849.10 ° C fa leth.Tha call cuideim de 1.30% agus 0.81% aig toiseach lùban TGA ann am Fig. 2a agus 2b mar thoradh air taiseachd air a ghabhail a-steach leis na co-phàirtean flux, a bharrachd air falmhachadh agus dìth uisgeachadh taiseachd uachdar.Na prìomh lobhadh de shamhlaichean den phrìomh flux aig an dàrna agus an treas ìre ann am fige.Thachair 2a anns na raointean teodhachd 619.45°C–766.36°C agus 766.36°C–866.49°C, agus b’ e an àireamh sa cheud den call cuideim aca 2.84 agus 9.48%., fa leth.Fhad ‘s a bha na sampallan flux searbhagach ann am Fig. 7b, a bha anns na raointean teodhachd 665.23°C–745.37°C agus 745.37°C–849.10°C, b’ e an àireamh sa cheud call cuideim aca 0.81 agus 6.73%, fa leth, a chaidh a thoirt air sgàth lobhadh teirmeach.Leis gu bheil na co-phàirtean flux neo-organach, tha na luaineachd cuingealaichte ris a’ mheasgachadh flux.Mar sin, tha lughdachadh agus oxidation uamhasach.Tha seo co-chòrdail ri toraidhean Balogun et al.51, Kamli et al.52 agus Adeleke et al.53.Suim call mòr an t-sampall flux a chaidh fhaicinn ann am fige.Tha 2a agus 2b aig 13.26% agus 8.43%, fa leth.Nas lugha de chall mòr de shamhlaichean flux ann am fige.Tha 2b mar thoradh air na puingean leaghaidh àrd de TiO2 agus SiO2 (1843 agus 1710 ° C fa leth) mar na prìomh ocsaidean a tha a’ dèanamh suas am measgachadh flux54,55, agus tha puingean leaghaidh nas ìsle aig TiO2 agus SiO2.puing leaghaidh Prìomh ogsaid: CaCO3 (825 ° C) anns an sampall flux ann am fige.2a56.Tha Shi et al.54, Ringdalen et al.55 agus Du et al.56 air aithris gu math air na h-atharrachaidhean sin ann an ìre leaghaidh prìomh ocsaidean ann am measgachaidhean flux.A’ cumail sùil air call cuideim leantainneach ann am Fig. 2a agus 2b, faodar a cho-dhùnadh gu bheil na sampallan flux a thathas a’ cleachdadh anns na còmhdach electrode E1 agus E2 a’ dol tro lobhadh aon-cheum, mar a chaidh a mholadh le Brown57.Chithear raon teòthachd a’ phròiseis bho na lùban derivative (wt%) ann am fige.2a agus b.Leis nach urrainn don lùb TGA cunntas ceart a thoirt air an teòthachd shònraichte aig a bheil an siostam flux a’ dol tro atharrachadh ìre agus criostalachadh, thathas a’ cleachdadh an derivative TGA gus dearbh luach teòthachd gach iongantas (atharrachadh ìre) a dhearbhadh mar stùc endothermic gus an siostam flux ullachadh.
Cromagan TGA-DTG a’ sealltainn lobhadh teirmeach de (a) flux alcalin airson còmhdach electrode E1 agus (b) flux searbhagach airson còmhdach electrode E2.
Tha Clàr 4 a’ sealltainn toraidhean mion-sgrùdadh speactrophotometric agus mion-sgrùdadh SEM-EDS air bonn-mheatailt DSS 2205 agus tàthadh air an dèanamh le bhith a’ cleachdadh electrodan E1, E2 agus C.Sheall E1 agus E2 gun deach susbaint chromium (Cr) sìos gu mòr gu 18.94 agus 17.04%, agus bha susbaint molybdenum (Mo) 0.06 agus 0.08%, fa leth.tha luachan tàthadh le electrodan E1 agus E2 nas ìsle.Tha seo beagan a rèir an luach PREN àireamhaichte airson na h-ìre ferritic-austenitic bho sgrùdadh SEM-EDS.Mar sin, chìthear gu bheil slugadh a’ tòiseachadh aig an àrd-ùrlar le luachan PREN ìosal (welds bho E1 agus E2), gu bunaiteach mar a tha air a mhìneachadh ann an Clàr 4. Tha seo na chomharra air ìsleachadh agus sileadh a dh’ fhaodadh a bhith aig an alloy anns an t-weld.Mar thoradh air an sin, tha an lùghdachadh ann an susbaint eileamaidean alloying Cr agus Mo ann an tàthadh a chaidh a thoirt a-mach a’ cleachdadh electrodes E1 agus E2 agus na luachan co-ionann ri pitting ìosal (PREN) air an sealltainn ann an Clàr 4, a tha a’ cruthachadh duilgheadas airson a bhith a’ cumail suas strì ann an àrainneachdan ionnsaigheach, gu sònraichte ann an àrainneachdan chloride.- a 'gabhail a-steach àrainneachd.Dh’ fhaodadh gu bheil an ìre mhath àrd de nicil (Ni) de 11.14% agus a’ chrìoch ceadaichte de shusbaint manganese ann an joints tàthaichte nan dealanan E1 agus E2 air buaidh mhath a thoirt air feartan meacanaigeach tàthadh a thathas a’ cleachdadh ann an suidheachaidhean a’ dèanamh atharrais air uisge mara (Fig. 3). ).air an dèanamh a' cleachdadh obair Yuan agus Oy58 agus Jing et al.48 air buaidh co-dhèanamh àrd nicil agus manganese air leasachadh feartan meacanaigeach structaran tàthaichte DSS fo dhroch shuidheachaidhean obrachaidh.
Toraidhean deuchainn tensile airson (a) UTS agus 0.2% sag YS agus (b) èideadh agus làn leudachadh agus na claonaidhean àbhaisteach aca.
Chaidh feartan neart an stuth bunaiteach (BM) agus joints tàthaichte bho na dealanan leasaichte (E1 agus E2) agus electrod a tha ri fhaighinn gu malairteach (C) a mheasadh aig dà shruth tàthaidh eadar-dhealaichte de 90 A agus 110 A. 3(a) agus (b) sealltainn UTS, YS le 0.2% air a chothromachadh, còmhla ris an dàta leudachaidh agus claonadh àbhaisteach aca.Tha toraidhean co-chothromachaidh UTS agus YS de 0.2% air fhaighinn bho Figs.3a sealltainn na luachan as fheàrr airson sampall àireamh.1 (BM), sampall àireamh.3 (weld E1), sampall àireamh.5 (weld E2) agus sampall àireamh.Is e 6 (welds le C) 878 agus 616 MPa, 732 agus 497 MPa , 687 agus 461 MPa agus 769 agus 549 MPa, fa leth, agus na claonaidhean àbhaisteach aca.Bho fige.110 A) nan sampaill le àireamhan 1, 2, 3, 6 agus 7, fa leth, leis na togalaichean tensile as ìsle air am moladh nas àirde na 450 MPa ann an deuchainn tensile agus 620 MPa ann an deuchainn tensile air a mholadh le Grocki32.Leudachadh sampallan tàthaidh le electrodan E1, E2 agus C, air a riochdachadh le sampallan Àireamh 2, Àir. 3, Àir 4, Àir. 5, Àir. 6 agus Àir. fa leth, a’ nochdadh plasticity agus onair.co-cheangailte ri bun-mheatailt.Chaidh an leudachadh as ìsle a mhìneachadh le lochdan tàthaidh a dh’ fhaodadh a bhith ann no co-dhèanamh an flux electrode (Fig. 3b).Faodar a cho-dhùnadh gu bheil feartan tensile gu math nas àirde aig BM duplex stainless agus joints tàthaichte le E1, E2 agus C electrodes san fharsaingeachd air sgàth an ìre mhath àrd de nicil susbaint (Clàr 4), ach chaidh an togalach seo fhaicinn ann an joints tàthaichte.Gheibhear E2 nach eil cho èifeachdach bho cho-dhèanamh searbhagach an flux.Sheall Gunn59 buaidh aloidhean nicil air a bhith a’ leasachadh feartan meacanaigeach joints tàthaichte agus a’ cumail smachd air co-chothromachd ìre agus cuairteachadh eileamaidean.Tha seo a-rithist a’ dearbhadh gu bheil buadhan meacanaigeach nas fheàrr aig electrodan dèanta à co-dhèanamh flux bunaiteach na electrodan air an dèanamh le measgachaidhean flux searbhagach, mar a chaidh a mholadh le Bang et al.60.Mar sin, chaidh cur gu mòr ris an eòlas a th’ ann mu fheartan a’ cho-cheangail tàthaichte den electrode còmhdaichte ùr (E1) le deagh fheartan tensile.
Air fige.Tha figearan 4a agus 4b a’ sealltainn feartan microhardness Vickers ann an sampallan deuchainneach de joints tàthaichte de electrodes E1, E2 agus C. Tha 4a a’ sealltainn na toraidhean cruas a gheibhear bho aon taobh den sampall (bho WZ gu BM), agus ann am fige.Tha 4b a’ sealltainn na toraidhean cruas a gheibhear air gach taobh den sampall.Faodaidh na luachan cruas a gheibhear nuair a thathar a’ tàthadh sampaill Àireamh 2, 3, 4 agus 5, a tha nan joints tàthaichte le electrodan E1 agus E2, mar thoradh air an structar garbh-ghràin aig àm solidification ann an cearcallan tàthaidh.Chaidh àrdachadh geur ann an cruas fhaicinn an dà chuid anns an HAZ garbh-ghràin agus anns an HAZ mìn de gach sampall Àireamh 2-7 (faic còdan sampall ann an Clàr 2), a dh’ fhaodar a mhìneachadh le atharrachadh a dh’ fhaodadh a bhith ann am microstructure tha an tàthadh mar thoradh air sampallan cromium-weld beairteach ann an sgaoilidhean (Cr23C6).An coimeas ri sampallan tàthaidh eile 2, 3, 4 agus 5, tha luachan cruas nan joints tàthaichte de shamhlaichean Àireamh 6 agus 7 ann am Figs.4a agus 4b gu h-àrd (Clàr 2).A rèir Mohammed et al.61 agus Nowacki agus Lukoje62, dh’ fhaodadh seo a bhith mar thoradh air an luach àrd ferrite δ agus cuideam iarmharach brosnaichte san tàthadh, a bharrachd air ìsleachadh eileamaidean alloying leithid Mo agus Cr anns an tàthadh.Tha e coltach gu bheil luachan cruas a h-uile sampall deuchainneach a chaidh a mheas ann an raon BM cunbhalach.Tha an gluasad ann an toraidhean mion-sgrùdadh cruas de shampaill tàthaichte co-chòrdail ri co-dhùnaidhean luchd-rannsachaidh eile61,63,64.
Luachan cruas joints tàthaichte de shampaill DSS (a) leth-earrann de shampaill tàthaichte agus (b) pìos slàn de joints tàthaichte.
Chaidh na diofar ìrean a tha an làthair anns an tàthadh DSS 2205 le dealanan E1, E2 agus C fhaighinn agus tha an speactram XRD airson ceàrn sgaraidh 2 \ ( \ theta \ ) air a shealltainn ann am Fig. 5. Binneanan austenite ( \ ( \ gamma \ ) ) agus ìrean ferrite (\ (\ alpha \)) air an comharrachadh aig ceàrnan eadar-dhealachaidh de 43 ° agus 44 °, a’ dearbhadh gu cinnteach gur e stàilinn dà-ìre 65 stàilinn gun staoin a th ’anns an tàthadh.nach eil DSS BM a’ sealltainn ach ìrean austenitic (\(\ gamma\)) agus ferritic (\(\ alpha\)), a’ dearbhadh nan toraidhean microstructural a tha air an taisbeanadh ann am Figearan 1 agus 2. 6c, 7c agus 9c.Tha an ìre ferritic (\(\ alpha\)) a chaidh fhaicinn le DSS BM agus an stùc àrd anns an tàthadh gu electrode C mar chomharra air cho làidir ‘s a tha e, leis gu bheil an ìre seo ag amas air cur an aghaidh creimeadh na stàilinn, mar a tha Davison agus Redmond66 air. air a ràdh, tha làthaireachd eileamaidean seasmhach ferrite, leithid Cr agus Mo, gu h-èifeachdach a’ bunailteachadh film fulangach an stuth ann an àrainneachdan anns a bheil clorid.Tha Clàr 5 a’ sealltainn na h-ìre ferrite-austenitic a rèir meata-eòlas cainneachdail.Tha an co-mheas de bloigh tomhas-lìonaidh na h-ìre ferrite-austenitic ann an joints tàthaichte an electrode C air a choileanadh timcheall air (≈1: 1).Tha an co-dhèanamh ìre ferrite ìosal (\ (\ alpha \)) de thàthaidhean a’ cleachdadh dealanan E1 agus E2 ann an toraidhean bloigh lìonaidh (Clàr 5) a’ nochdadh cugallachd a dh’ fhaodadh a bhith ann do àrainneachd creimneach, a chaidh a dhearbhadh le mion-sgrùdadh electrochemical.air a dhearbhadh (Fig. 10a,b)), leis gu bheil an ìre ferrite a’ toirt neart àrd agus dìon an aghaidh sgàineadh creimeadh cuideam clorid.Tha seo air a dhearbhadh tuilleadh leis na luachan cruas ìosal a chithear ann an tàthadh electrodes E1 agus E2 ann am fige.4a, b, a tha air adhbhrachadh leis a 'chuibhreann ìosal de ferrite ann an structar stàilinn (Clàr 5).Tha làthaireachd ìrean neo-chothromach austenitic (\ (\ gamma \)) agus ferritic (\ (\ alpha \)) ann an joints tàthaichte a ’cleachdadh electrodes E2 a’ nochdadh fìor so-leòntachd stàilinn gu ionnsaigh coirbeachd èideadh.Air an làimh eile, mar as trice bidh an speactra XPA de steels dà-ìre de joints tàthaichte le dealanan E1 agus C, còmhla ri toraidhean BM, a ’nochdadh gu bheil eileamaidean seasmhach austenitic agus ferritic ann, a tha a’ dèanamh an stuth feumail ann an togail agus an gnìomhachas peitriceimiceach. , oir bha argamaid Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant agus feadhainn eile67.
Micrografan optigeach de joints tàthaichte de electrodan E1 le diofar geoimeatraidh tàthaidh: (a) HAZ a’ sealltainn an loidhne fusion, (b) HAZ a’ sealltainn an loidhne fusion aig àrdachadh nas àirde, (c) BM airson an ìre ferritic-austenitic, (d) geoimeatraidh tàthaidh , (e) A’ sealltainn an raon gluasaid faisg air làimh, (f) Tha HAZ a’ sealltainn na h-ìre ferritic-austenitic aig àrdachadh nas àirde, (g) Sòn Weld a’ sealltainn an ìre ferritic-austenitic ìre tensile.
Micrografan optigeach de thàthadh electrode E2 aig diofar geoimeatraidh tàthaidh: (a) HAZ a’ sealltainn an loidhne fusion, (b) HAZ a’ sealltainn an loidhne fusion aig àrdachadh nas àirde, (c) BM airson an ìre mòr ferritic-austenitic, (d) geoimeatraidh tàthaidh, (e) ) a’ sealltainn an raon gluasaid faisg air làimh, (f) HAZ a’ sealltainn na h-ìre ferritic-austenitic aig meudachadh nas àirde, (g) sòn tàthaidh a’ sealltainn na h-ìre ferritic-austenitic.
Tha figearan 6a–c agus, mar eisimpleir, a’ sealltainn structar metallographic de joints DSS air an tàthadh le bhith a’ cleachdadh dealan E1 aig diofar geoimeatraidh tàthaidh (Figear 6d), a’ sealltainn far an deach na micrographs optigeach a thogail aig diofar mheudan.Air fige.6a, b, f - sònaichean gluasaid de joints tàthaichte, a’ sealltainn structar co-chothromachd ìre ferrite-austenite.Tha figearan 7a-c agus mar eisimpleir cuideachd a’ sealltainn OM co-phàirteach DSS air a thàthadh le bhith a’ cleachdadh dealan E2 aig diofar geoimeatraidh tàthaidh (Figear 7d), a’ riochdachadh puingean sgrùdaidh OM aig diofar mheudan.Air fige.Tha 7a, b, f a’ sealltainn sòn gluasaid co-phàirteach tàthaichte ann an co-ionannachd ferritic-austenitic.Tha OM anns an raon tàthaidh (WZ) air a shealltainn ann am fige.1 agus fig.2. Welds airson electrodes E1 agus E2 6g agus 7g, fa leth.Tha OM air BM air a shealltainn ann am Figearan 1 agus 2. Ann am fige.Tha 6c, e agus 7c, e a’ sealltainn cùis joints tàthaichte le electrodan E1 agus E2, fa leth.Is e an raon aotrom an ìre austenite agus is e an raon dorcha dubh an ìre ferrite.Chomharraich co-chothromachd ìre anns an raon fo bhuaidh teas (HAZ) faisg air an loidhne fusion cruthachadh precipitates Cr2N, mar a chithear anns na micrographs SEM-BSE ann am Figs.8a,b agus air a dhaingneachadh ann am fige.9a, b.An làthair Cr2N air fhaicinn anns an ìre ferrite de na sampallan ann am Figs.8a,b agus air a dhearbhadh le mion-sgrùdadh puing SEM-EMF agus diagraman loidhne EMF de phàirtean tàthaichte (Fig. 9a-b), mar thoradh air an teòthachd teas tàthaidh nas àirde.Bidh cuairteachadh a’ luathachadh toirt a-steach chromium agus nitrigin, leis gu bheil teòthachd àrd san tàthadh ag àrdachadh co-èifeachd sgaoilidh nitrogen.Tha na co-dhùnaidhean sin a’ toirt taic do sgrùdaidhean le Ramirez et al.68 agus Herenyu et al.69 a’ sealltainn, a dh’ aindeoin susbaint naitrigean, gu bheil Cr2N mar as trice air a thasgadh air gràinean ferrite, crìochan gràin, agus crìochan α/\(\ gamma\), mar a chaidh a mholadh cuideachd le luchd-rannsachaidh eile.70.71.
(a) mion-sgrùdadh spot SEM-EMF (1, 2 agus 3) de cheangal tàthaichte le E2;
Tha morf-eòlas uachdar sampaill riochdachail agus na EMFan co-fhreagarrach aca air an sealltainn ann am Figs.10a–c.Air fige.Tha figearan 10a agus 10b a’ sealltainn micrographs SEM agus an speactra EMF de joints tàthaichte a’ cleachdadh electrodes E1 agus E2 anns an raon tàthaidh, fa leth, agus ann am fige.Tha 10c a’ sealltainn micrographs SEM agus speactra EMF de OM anns a bheil ìrean austenite (\ (\ gamma \)) agus ferrite (\ (\ alpha \)) gun precipitates sam bith.Mar a chithear anns an speactram EDS ann am Fig. 10a, tha an àireamh sa cheud de Cr (21.69 wt.%) agus Mo (2.65 wt.%) an coimeas ri 6.25 wt.% Ni a’ toirt faireachdainn den chothromachadh co-fhreagarrach den ìre ferrite-austenitic.Microstructure le lùghdachadh àrd ann an susbaint chromium (15.97 wt.%) agus molybdenum (1.06 wt.%) an coimeas ri susbaint àrd de nicil (10.08 wt.%) ann am microstructure a’ cho-phàirt tàthaichte de electrode E2, air a shealltainn ann an fige.1. Dèan coimeas.Speactram EMF 10b.Tha an cumadh acicular le structar austenitic gràineil nas grinne ri fhaicinn anns an WZ air a shealltainn ann am fige.Tha 10b a’ dearbhadh an ìsleachadh a dh’ fhaodadh a bhith air na h-eileamaidean ferritizing (Cr agus Mo) anns an tàthadh agus sileadh chromium nitride (Cr2N) - an ìre austenitic.Tha cuairteachadh mìrean sileadh air crìochan nan ìrean austenitic (\(\ gamma\)) agus ferritic (\(\ alpha\)) de joints tàthaichte DSS a’ dearbhadh an aithris seo72,73,74.Tha seo cuideachd a’ ciallachadh gu bheil droch choileanadh ann an corrach, leis gu bheilear den bheachd gur e Cr am prìomh eileamaid airson film fulangach a chruthachadh a leasaicheas an aghaidh creimeadh ionadail stàilinn59,75 mar a chithear ann am Fig. 10b.Chithear gu bheil am BM anns a’ mhiocrograf SEM ann am Fig. 10c a’ sealltainn ùrachadh gràin làidir leis gu bheil na toraidhean speactram EDS aige a’ sealltainn Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) agus Ni (6.32 wt).%) deagh fheartan ceimigeach.%) mar eileamaid alloying cudromach airson sgrùdadh a dhèanamh air meanbh-structar co-chothromachd ìre ferrite-austenitic de structar DSS76.Tha toraidhean mion-sgrùdadh speactroscopach EMF air na h-aonaidhean tàthaichte den electrode E1 a’ fìreanachadh a bhith ga chleachdadh ann an àrainneachdan togail agus beagan ionnsaigheach, leis gu bheil an cruth austenite agus an stabilizers ferrite anns a’ mhicro-structar a’ cumail ri inbhe DSS AISI 220541.72 airson joints tàthaichte, 77.
Mion-dhealbhan SEM de joints tàthaichte, far a bheil (a) electrode E1 den raon tàthaidh speactram EMF, (b) electrode E2 den raon tàthaidh le speactram EMF, (c) tha speactram EMF aig OM.
Ann an cleachdadh, chaidh fhaicinn gu bheil tàthadh DSS a’ daingneachadh ann am modh làn ferritic (modh F), le niùclasan austenite a’ cnagadh fo teòthachd ferritic solvus, a tha gu ìre mhòr an urra ris a’ cho-mheas cromium gu nicil (Creq/Nieq) (> Tha 1.95 a’ dèanamh suas modh F) Tha cuid de luchd-rannsachaidh air mothachadh a’ bhuaidh seo de stàilinn mar thoradh air comas sgaoilidh làidir Cr agus Mo mar eileamaidean cruthachadh ferrite anns an ìre ferrite8078,79.Tha e soilleir gu bheil DSS 2205 BM a’ toirt a-steach tòrr Cr agus Mo (a’ sealltainn Creq nas àirde), ach gu bheil susbaint Ni nas ìsle na an tàthadh le electrodan E1, E2 agus C, a tha a’ cur ri co-mheas Creq/Nieq nas àirde.Tha seo cuideachd follaiseach anns an sgrùdadh làithreach, mar a chithear ann an Clàr 4, far an deach an co-mheas Creq/Nieq a dhearbhadh airson DSS 2205 BM os cionn 1.95.Chìthear gu bheil tàthadh le electrodan E1, E2 agus C a’ cruadhachadh ann am modh austenitic-ferritic (modh AF), modh austenitic (modh A) agus modh ferritic-austenitic, fa leth, air sgàth susbaint nas àirde de mhodh mòr (modh FA). .), mar a chithear ann an Clàr 4, tha susbaint Ni, Cr agus Mo anns an tàthadh nas lugha, a’ nochdadh gu bheil an co-mheas Creq/Nieq nas ìsle na an ìre BM.Bha morf-eòlas ferrite vermicular aig a’ phrìomh ferrite anns na tàthan electrode E2 agus b’ e an co-mheas Creq/Nieq dearbhte 1.20 mar a chaidh a mhìneachadh ann an Clàr 4.
Air fige.Tha 11a a’ sealltainn Open Circuit Potential (OCP) an aghaidh ùine airson structar stàilinn AISI DSS 2205 ann am fuasgladh 3.5% NaCl.Chithear gu bheil an lùb ORP a’ gluasad a dh’ionnsaigh comas nas adhartaiche, a’ nochdadh coltas film fulangach air uachdar an t-sampall meatailt, tha lùghdachadh ann an comas a’ nochdadh corrach coitcheann, agus tha comas cha mhòr seasmhach thar ùine a’ nochdadh cruthachadh a film fulangach thar ùine., Tha uachdar an t-sampall seasmhach agus tha Sticky 77 aige. Tha na lùban a’ sealltainn na fo-stratan deuchainneach fo chumhachan seasmhach airson a h-uile sampall ann an electrolyte anns a bheil fuasgladh 3.5% NaCl, ach a-mhàin sampall 7 (weld còmhla le C-electrode), a tha a’ nochdadh glè bheag de neo-sheasmhachd.Faodar an neo-sheasmhachd seo a choimeas ri làthaireachd ions chloride (Cl-) ann am fuasgladh, a dh ’fhaodadh an ath-bhualadh corrach a luathachadh gu mòr, agus mar sin a’ meudachadh ìre coirbeachd.Sheall beachdan rè sganadh OCP gun chomas gnìomhaichte gum faod Cl san ath-bhualadh buaidh a thoirt air seasmhachd agus seasmhachd thermodynamic nan sampallan ann an àrainneachdan ionnsaigheach.Ma et al.81 agus Lotho et al.Dhaingnich 5 an tagradh gu bheil pàirt aig Cl- ann a bhith a’ luathachadh truailleadh fhilmichean fulangach air fo-stratan, agus mar sin a’ cur ri tuilleadh caitheamh.
Mion-sgrùdadh electroceimiceach air na sampallan a chaidh a sgrùdadh: (a) mean-fhàs an RSD a rèir ùine agus (b) polarachadh potentiodynamic de na sampallan ann am fuasgladh 3.5% NaCl.
Air fige.Tha 11b a’ toirt seachad mion-sgrùdadh coimeasach air na cromagan polarization potentiodynamic (PPC) de joints tàthaichte de electrodes E1, E2 agus C fo bhuaidh fuasgladh 3.5% NaCl.Sheall sampaill BM tàthaichte ann am PPC agus fuasgladh 3.5% NaCl giùlan fulangach.Tha Clàr 5 a’ sealltainn paramadairean mion-sgrùdadh electroceimiceach nan sampallan a gheibhear bho na lùban PPC, leithid Ecorr (comas creimeadh) agus Epit (comas corrach sèididh) agus na claonaidhean co-cheangailte riutha.An coimeas ri sampaill eile Àir. 2 agus Àir. 5, air an tàthadh le electrodes E1 agus E2, sheall sampallan Àir. 1 agus Àir. 7 (BM agus joints tàthaichte le electrode C) gu robh comas àrd aca airson corrachadh ann am fuasgladh NaCl (Fig. 11b). ).Tha na feartan fulangach nas àirde aig a’ chiad fhear an taca ris an fhear mu dheireadh mar thoradh air cothromachadh co-dhèanamh microstructural an stàilinn (ìrean austenitic agus ferritic) agus dùmhlachd eileamaidean alloying.Air sgàth làthaireachd ìrean ferrite agus austenitic anns a ’mhic-structar, tha Resendea et al.Thug 82 taic do ghiùlan fulangach DSS ann am meadhanan ionnsaigheach.Faodaidh coileanadh ìosal de shamhlaichean air an tàthadh le dealanan E1 agus E2 a bhith co-cheangailte ri ìsleachadh nam prìomh eileamaidean alloying, leithid Cr agus Mo, anns an raon tàthaidh (WZ), leis gu bheil iad a’ bunailteachadh an ìre ferrite (Cr agus Mo), ag obair mar passivators Alloys anns an ìre austenitic de steels oxidized.Tha buaidh nan eileamaidean sin air strì an aghaidh tilgeadh nas motha anns an ìre austenitic na anns an ìre ferritic.Air an adhbhar seo, bidh an ìre ferritic a ’dol tro fhulangas nas luaithe na an ìre austenitic co-cheangailte ris a’ chiad roinn passivation den lùb polarization.Tha buaidh mhòr aig na h-eileamaidean sin air strì an aghaidh sluic DSS mar thoradh air an ìre strì nas àirde aca anns an ìre austenitic an taca ris an ìre ferritic.Mar sin, tha pasivation luath na h-ìre ferrite 81% nas àirde na ìre austenite.Ged a tha droch bhuaidh làidir aig fuasgladh Cl-in air comas fulangach an fhilm stàilinn83.Mar thoradh air an sin, thèid seasmhachd film fulangach an t-sampall a lughdachadh gu mòr84.Bhon Clàr.Tha 6 cuideachd a’ sealltainn gu bheil an comas corrach (Ecorr) de joints tàthaichte le E1 electrode beagan nas seasmhaiche ann am fuasgladh an taca ri joints tàthaichte le E2 electrode.Tha seo cuideachd air a dhearbhadh le luachan ìosal cruas welds a 'cleachdadh electrodes E1 agus E2 ann am fige.4a, b, a tha mar thoradh air an ìre ìosal de ferrite (Clàr 5) agus an ìre ìosal de chromium agus molybdenum (Clàr 4) ann an structar stàilinn air a dhèanamh de.Faodar a cho-dhùnadh gu bheil an aghaidh creimeadh steels ann an àrainneachd na mara samhlachail a’ dol am meud le bhith a’ lughdachadh sruth tàthaidh agus a’ lughdachadh le susbaint ìosal Cr agus Mo agus susbaint ìosal ferrite.Tha an aithris seo co-chòrdail ri sgrùdadh le Salim et al.85 air buaidh crìochan tàthaidh leithid sruth tàthaidh air ionracas corrach steels tàthaichte.Mar a bhios cloride a’ dol a-steach don stàilinn tro dhiofar dhòighean leithid gabhail a-steach capillary agus sgaoileadh, thathas a’ cruthachadh slocan (pitting creimeadh) de chumadh neo-chòmhnard agus doimhneachd.Tha an uidheamachd gu math eadar-dhealaichte ann am fuasglaidhean pH nas àirde far a bheil na buidhnean mun cuairt (OH-) dìreach air an tàladh chun uachdar stàilinn, a’ daingneachadh am film fulangach agus a’ toirt dìon a bharrachd don uachdar stàilinn25,86.Tha an strì an aghaidh creimeadh as fheàrr de shampaill Àir. 1 agus Àir. 7 gu ìre mhòr mar thoradh air làthaireachd mòran de δ-ferrite (Clàr 5) agus àireamh mhòr de Cr agus Mo (Clàr 4) anns an structar stàilinn. tha ìre de chreachadh pitting sa mhòr-chuid an làthair ann an stàilinn, air a thàthadh leis an dòigh DSS, ann an structar ìre austenitic nam pàirtean.Mar sin, tha pàirt chudromach aig co-dhèanamh ceimigeach an alloy ann an coileanadh corrach an tàthaichte joint87,88.A bharrachd air an sin, chaidh fhaicinn gun robh na sampaill a chaidh an tàthadh le bhith a’ cleachdadh na dealanan E1 agus C san sgrùdadh seo a’ sealltainn luachan Ecorr nas ìsle bho na lùban PPC na an fheadhainn a chaidh an tàthadh le bhith a’ cleachdadh an electrod E2 bho na lùban OCP (Clàr 5).Mar sin, bidh an roinn anode a’ tòiseachadh aig comas nas ìsle.Tha an t-atharrachadh seo gu ìre mhòr mar thoradh air seasmhachd pàirt den t-sreath pasivation a chaidh a chruthachadh air uachdar an t-sampall agus am polarachadh cathodic a thachras mus tèid làn sheasmhachd OCP89 a choileanadh.Air fige.Tha 12a agus b a’ sealltainn ìomhaighean ìomhaigheach optigeach 3D de shampaill a chaidh a chreachadh gu deuchainneach fo dhiofar shuidheachaidhean tàthaidh.Chithear gu bheil meud corrach pitting nan sampaill a’ dol am meud leis a’ chomas coirbeachd nas ìsle air a chruthachadh leis an t-sruth tàthaidh àrd de 110 A (Fig. 12b), an coimeas ris a’ mheud corrach tàthaidh a gheibhear airson tàthadh le co-mheas sruth tàthaidh nas ìsle de 90 A. (Fig. 12a).Tha seo a’ dearbhadh tagradh Mohammed90 gu bheil bannan slip air an cruthachadh air uachdar an t-sampall gus am film passivation uachdar a sgrios le bhith a’ nochdadh an t-substrate gu fuasgladh NaCl 3.5% gus an tòisich an clorid a’ toirt ionnsaigh, ag adhbhrachadh gun sgaoil an stuth.
Tha mion-sgrùdadh SEM-EDS ann an Clàr 4 a’ sealltainn gu bheil luachan PREN gach ìre austenitic nas àirde na luachan ferrite anns a h-uile tàthadh agus BM.Le bhith a’ tòiseachadh slugadh aig an eadar-aghaidh ferrite/austenite a’ luathachadh sgrios an t-sreath stuth fulangach mar thoradh air neo-ionannachd agus dealachadh eileamaidean a tha a’ nochdadh anns na raointean sin91.Eu-coltach ris an ìre austenitic, far a bheil an luach co-ionann ri strì an aghaidh tilgeadh (PRE) nas àirde, tha tòiseachadh pitting anns an ìre ferritic mar thoradh air an luach PRE nas ìsle (Clàr 4).Tha e coltach gu bheil an ìre austenite a’ toirt a-steach mòran de stàball austenite (solubility nitrogen), a bheir seachad dùmhlachd nas àirde den eileamaid seo agus, mar sin, an aghaidh pitting92.
Air fige.Tha Figear 13 a’ sealltainn lùban teodhachd èiginneach airson tàthadh E1, E2, agus C.Leis gun do mheudaich an dùmhlachd gnàthach gu 100 µA / cm2 mar thoradh air pitting rè deuchainn ASTM, tha e soilleir gun do sheall an tàthadh @110A le E1 teòthachd èiginneach as ìsle de 27.5 ° C agus an uairsin E2 @ 90A soldering a’ sealltainn CPT de 40 °C, agus a thaobh C@110A is e 41 ° C an CPT as àirde.Tha na toraidhean a chaidh fhaicinn ag aontachadh gu math ris na toraidhean a chaidh fhaicinn bho dheuchainnean polarachaidh.
Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air feartan meacanaigeach agus giùlan coirbeachd tàthan stàilinn gun staoin le bhith a’ cleachdadh na dealanan ùra E1 agus E2.Chaidh an electrod alcalin (E1) agus an electrode searbhagach (E2) a chaidh a chleachdadh sa phròiseas SMAW a chòmhdach gu soirbheachail le co-dhèanamh flux le co-mheas còmhdach iomlan de 1.7 mm agus clàr-amais alcaileach de 2.40 agus 0.40, fa leth.Thathas air measadh a dhèanamh air seasmhachd teirmeach fluxes a chaidh ullachadh le bhith a’ cleachdadh TGA ann am meadhan inert.Le làthaireachd susbaint àrd de TiO2 (%) anns a’ mhaitrix flux leasaich sin toirt air falbh slag tàthadh airson electrodan còmhdaichte le flux searbhagach (E2) an coimeas ri electrodan còmhdaichte le flux bunaiteach (E1).Ged a tha comas tòiseachaidh math aig an dà electrod còmhdaichte (E1 agus E2).Tha àite deatamach aig suidheachaidhean tàthaidh, gu sònraichte cuir a-steach teas, sruth tàthaidh agus astar, ann a bhith a’ coileanadh cothromachadh ìre austenite / ferrite de tàthadh DSS 2205 agus feartan meacanaigeach sàr-mhath an tàthaidh.Sheall na joints a chaidh an tàthadh leis an electrode E1 feartan tensile sàr-mhath (rùisg 0.2% YS = 497 MPa agus UTS = 732 MPa), a’ dearbhadh gu bheil clàr-amais àrd bunaiteach aig na dealanan còmhdaichte le flux bunaiteach an coimeas ris na dealanan còmhdaichte le flux searbhagach.Bidh electrodan a’ nochdadh feartan meacanaigeach nas fheàrr le alkalinity ìosal.Tha e follaiseach, anns na h-aonaidhean tàthaichte de electrodan le còmhdach ùr (E1 agus E2) nach eil co-chothromachd den ìre ferrite-austenitic, a chaidh fhoillseachadh le bhith a’ cleachdadh mion-sgrùdadh OES agus SEM-EDS air an tàthadh agus air a thomhas leis an bloigh lìonaidh ann an an tàthadh.Dhearbh metallography an sgrùdadh SEM aca.meanbh-structaran.Tha seo gu ìre mhòr mar thoradh air ìsleachadh eileamaidean alloying leithid Cr agus Mo agus leigeil ma sgaoil Cr2N aig àm tàthaidh, a tha air a dhearbhadh le sganadh loidhne EDS.Tha seo a’ faighinn tuilleadh taic bho na luachan cruas ìosal a chithear ann an tàthadh le electrodan E1 agus E2 air sgàth an ìre ìosal de eileamaidean ferrite agus alloying anns an structar stàilinn.Bha an comas creimeadh fianais (Ecorr) de na tàthadh a’ cleachdadh an dealan E1 beagan nas lugha an aghaidh creimeadh fuasglaidh an taca ris na tàthadh a’ cleachdadh an dealan E2.Tha seo a’ dearbhadh èifeachdas nan dealanan ùra ann an tàthadh a chaidh a dhearbhadh ann an àrainneachd 3.5% NaCl às aonais co-dhèanamh alloy measgachadh flux.Faodar a cho-dhùnadh gu bheil an aghaidh creimeadh ann an àrainneachd na mara coltach ri àrdachadh le bhith a’ lughdachadh sruth tàthaidh.Mar sin, chaidh sileadh carbides agus nitrides agus an lùghdachadh às deidh sin ann an strì an aghaidh creimeadh joints tàthaichte a’ cleachdadh electrodan E1 agus E2 a mhìneachadh le sruth tàthaidh nas motha, a lean gu mì-chothromachadh ann an cothromachadh ìre joints tàthaichte bho steels dà-adhbhar.
Ma thèid iarraidh, thèid dàta airson an sgrùdaidh seo a thoirt seachad leis an ùghdar fa-leth.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. agus Liimatainen J. Microstructure de stàilinn stainless super duplex air a chruthachadh le meatailtean pùdarrach a ’brùthadh isostatic teth ann an làimhseachadh teas gnìomhachais.Meatailt.alma mater.trance.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. agus Kitagawa Y. Smachd microstructure ann a bhith a 'ceangal steels stainless an latha an-diugh.Ann a bhith a’ làimhseachadh stuthan ùra airson lùth electromagnetic adhartach, 419–422 (2005).
Smook O. Microstructure agus feartan steels stainless super duplex de mheatailt pùdar an latha an-diugh.Institiud Rìoghail Teicneòlais (2004)
Lotto, TR agus Babalola, P. Polarization Corrosion Giùlan agus Mion-sgrùdadh Microstructural air AA1070 Aluminium agus Silicon Carbide Matrix Composites aig co-chruinneachaidhean Acid Chloride.Einnseanair persuasive.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. agus Ferro P. Pròiseas tàthaidh, atharrachadh microstructural agus feartan deireannach de steels stainless duplex agus super duplex.Stàilinn dà-fhillte 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. agus Karaaslan A. Buaidh ùine annealing agus ìre fuarachaidh air a’ phròiseas tasgaidh ann an steels dà-ìre a tha an aghaidh creimeadh.Meatailt.an saidheans.làimhseachadh teas.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S agus Ravi K. Leasachadh air steels caol dà-fhillte (LDSS) le feartan meacanaigeach agus corrach sàr-mhath san obair-lann.alma mater adhartach.tanca stòraidh.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. agus Isgor OB Feartan metallurgical agus electrochemical de shreathan còmhdaich stàilinn stainless super duplex air fo-stratan stàilinn tlàth a gheibhear le bhith a’ dèanamh leusair ann an còmhdach pùdar.an saidheans.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. agus Kuroda, K. Oidhirpean gus nicil a shàbhaladh ann an steels stainless austenitic.ISIJ Eadar-nàiseanta 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. agus Gonome F. Leasachadh air sreath ùr de stàilinn gun staoin dà-fhillte.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. Aithisg Teicnigeach Stàilinn NIPPON Àir. 126 (2021).