تاثیر ترکیب لایه پیش نشانی بر سنتز همزمان کروم و مولیبدن و ریزساختار روکش ایجاد شده بر روی فولاد زنگ نزن 304 به روش GTAW

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد جوشکاری دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

4 استادیار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در تحقیق حاضر، تاثیر افزودن پرمنگنات پتاسیم بر ریزساختار روکش حاصل از سنتز همزمان مولیبدن از تری اکسید مولیبدن و کروم از اکسید کروم، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا خمیری از مخلوط پودر پیش نشست حاوی اکسید کروم، تری اکسید مولیبدن، نیکل، اوره و آلومینیوم به همراه مقادیر مختلفی از پرمنگنات پتاسیم بر سطح زیرلایه فولاد زنگ نزن AISI 304 اعمال شد و سپس توسط فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز خنثی (GTAW) تحت گاز محافظ آرگون، ذوب سطحی گردید. سطح مقطع نمونه‌های روکش داده شده توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنجی انرژی (EDS) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مورفولوژی ساختار روکش‌ها در مرکز جوش به صورت فریت شبکه‌ای در زمینه آستنیتی بوده و در فصل مشترک با زیرلایه، مورفولوژی به فریت اسکلتی تغییر کرده است. همچنین با افزایش میزان پرمنگنات پتاسیم در پودر روکش داده شده، ریز ساختار نهایی روکش‌ها ریزتر شده و میزان فاز فریت در فلز جوش نیز افزایش یافته است. علاوه بر این، نتایج نشان داد که افزودن پرمنگنات پتاسیم به پودر روکش داده شده، موجب افزایش میزان کروم و کاهش میزان مولیبدن در حوضچه جوش گردید، بدون آنکه میزان منگنز در حوضچه جوش تغییر محسوسی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of cladding powder composition on simultaneous synthesis of Cr and Mo and microstructure of the clads obtained on 304SS using GTAW process

نویسندگان [English]

  • S.Jvad Tondpour 1
  • Mahdi Salehi 2
  • Hamidreza Salimi Jazi 3
  • Ali Ashrafi 4
چکیده [English]

In the present study, the effect of addition of potassium permanganate on the cladding microstructure obtained from the simultaneous synthesis of chromium from chromium oxide and molybdenum from molybdenum trioxide, were studied. For this purpose, a paste of blended powders containing chromium oxide, molybdenum trioxide, nickel, urea and aluminum with various amounts of potassium permanganate was applied on the surface of AISI 304 stainless steel substrates and welded using GTAW process. Cross section of the cladded samples have been investigated using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). The results revealed that the morphology of the claddings in the center of the weld is lathy ferritic in austenite matrix and in the interface of the substrate and cladding, the morphology was changed to skeletal ferritic. By increasing potassium permanganate in the cladding powders, the final microstructure of the cladding has been finer and the amount of ferrite in the weld metal has been increased. Furthermore, the results showed that the addition of potassium permanganate to the cladding powders would result in increasing the chromium content and subsequently decreasing the molybdenum content of the weld pool, without any significant changes in the manganese content of it.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Synthesis
  • Cladding
  • molybdenum
  • Chromium
  • 304 stainless steel
  • GTAW

1-      چراغی کوتیانی، حسن. لطفی، بهنام. باغبانیان، محمد حسین. عامریان، موسی. (1392). ارزیابی خواص سطحی روکش استلایت 6 با تغییر تعداد پاس. چهاردهمین سمینار ملی مهندسی سطح اصفهان.

2-      شمعانیان، مرتضی. عیسی پور کوشالی، سهیل. (1384). روکش کاری فولادهای ساده کربنی با فولاد رنگ نزن آستنیتی به روش جوشکاری و اثر آن بر رفتار اکسیداسیون. هفتمین کنفرانس ملی جوش و بازرسی تهران، 396- 393.

3-      کو، سیندو. (1385). متالورژی جوشکاری. ترجمه مرتضی شمعانیان و علی اشرفی. (ویرایش دوم). اصفهان: مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان.

4-      لیپولد، جان و کوتکی، دامیان. (1391). متالورژی جوشکاری و جوش پذیری فولادهای زنگ نزن. ترجمه مرتضی شمعانیان و محمد رحمتی. اصفهان: مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان.

5-      Byung-Su, K., Eun-yong, K., Ho-Suck, J., Hoo-In, L., Jae-Chun, L. (2008). “Study on the Reduction of Molybdenum Dioxide by Hydrogen”. Materials Transaction, Vol. 49, No, 9. Pp. 2174-2152.

6-      Davis, J. R., Davis and Associates. (1993). “Hardfacing , weld cladding and Dissimilar Metal Joining”. ASM Metals Handbook, vol. 6, Pp. 789-794.

7-      Lo, K. H., Shek, C.H., Lai, J. K. L. (2009). “Recent developments in stainless steel”. Materials Science and Engineering, vol. 65, Pp. 39-104.

8-      Mirshekari, G.R., Tavakoli, E., Atapour, M., Sadeghian, B. (2014). “Microstructure and corrosion behavior of multipass gas tungsten arc welded 304L stainless steel”. Materials and Design, vol. 55, Pp. 905–911.

9-      Onozuka, M., Saida, T., Hirai, S., Kusuhashi, M., Sato, I., Hatakeyama, T. (1998). “Low-activation Mn-Cr austenitic stainless steel with further reduced content of long-lived radioactive elements”. Journal of Nuclear Materials, vol. 225, Pp. 128-138.

10-   Pardo, A., Merino, M.C., Coya, A.E., Viera, F., Arrabal, R., Matykina, E. (2008). “Pitting Corrosion Behavior of Austenitic Stainless Steels- Combining Effect of  Mn and Mo Additions”. Corrosion Science, Vol. 50, Pp. 1796-1806.