اثر تعداد پاس و لایه واسط جوشکاری SMAW بر ریزساختار و مقاومت به سایش فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 410 بر روی فولاد ساده کربنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی موادو متالورژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران.

چکیده

در تحقیق حاضر ورق های فولادی ساده کربنی از جنسA516-Gr70 ASTM با استفاده از الکترود فولاد زنگ نزن E410 و E309 توسط فرآیند جوشکاری قوس الکتریک با الکترود روکش دار (SMAW) با تعداد پاس‌‌‌های مختلف جوشکاری روکش کاری شد. به منظور بررسی کیفیت روکش ایجاد شده، آزمون های متالوگرافی، سختی، سایش و بررسی سطح سایش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد. نتایج آزمون متالوگرافی نشان داد که کلیه نمونه ها از فازهای مارتنزیت و فریت تشکیل شده اما درصد این فازها در نمونه های مختلف متفاوت بود. همچنین مشخص شد که نمونه های روکش داده شده با تعداد پاس های بیشتر، درصد فاز مارتنزیت بیشتری داشتند. نتایج آزمون سختی نشان داد که با افزایش تعداد لایه های روکش، سختی افزایش یافت. نتایج آزمون سایش نشان داد که بر خلاف انتظار، برخی از نمونه هایی که سختی بیشتری داشتند، مقاومت به سایش کمتری از خود نشان دادند. بررسی سطوح سایش نشان داد که مکانیزم سایش نمونه های روکش کاری شده بدون لایه واسط و با الکترود E410، خراشان به همراه اکسیداسیون بوده است. همچنین مکانیزم سایش نمونه های روکش کاری شده با لایه واسط الکترود E309 و سپس الکترود E410، خراشان به همراه اکسیداسیون و کندگی بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Number of Passes and Interface Layer on the Microstructure and Wear Resistance of the AISI 410Martensitic Stainless Steel Clad by SMAW on PlaneCarbon SteelPlates

نویسندگان [English]

  • Hamed Sabet 1
  • farhad abdi 2
  • mohammad atarha 2
1 Associate Professor, Department of Materials Engineering, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran.
2 M.Sc of Materials Engineering, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran.
چکیده [English]

In the present study, ASTM A516-Grade 70 steel sheets were coated using E410 and E309 electrodes via Shielded Metal Arc Welding (SMAW) process in different number of welding passes. To evaluate the microstructure and properties of the clad layer, metallographic examinations, hardness test, wear test and scanning electron microscope (SEM) from the worn surfaces were used. Microstructural examinations revealed that, all the samples contain ferrite and martensite in the microstructure with different volume fraction. The results showed that, the volume fraction of martensite increased by increasing the number of welding passes. Also, the results of hardness test revealed an increase in the hardness by increasing the number of the number of welding passes. Wear test results showed that, for some samples with higher hardness value, wear resistancewas decreased. Evaluation of the worn surfaces revealed that, in the case of the sample welded using E410 electrode without interlayer, abrasive and oxidative wear mechanisms were dominated. In the case of the sample welded using E309 electrode interlayer and E410 overlay, abrasive, oxidative and galling were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Cladding
  • Martensitic stainless steel
  • Microstructure
  • Wear resistance
  • SMAW
]1[ ثابت، حامد، 1392، "بازسازی قطعات تحت سایش به روش جوشکاری"، نشر فنی امیر.

[2] Bach, F. W., Möhwald, K., Laarmann, A., & Wenz, T., 2006,“Modern  Surface   Technology” John Wiley & Sons, pp. 11-23

[3] Chotěborský, R. , Hrabě, P. , Müller, M. , Savková, J. , & Jirka, M. , 2008, “Abrasive Wear of High Chromium Fe-Cr-C Hardfacing Alloys”, Research in Agricultural Engineering, pp. 192-198.

[4] Grainger S., & Blunt J., 1998, “Engineering Coatings: Design and Application” Elsevier, pp. 42-55.

[5] Avishkar Rathod, Sanjay Sapate & Rajesh Khatirkar (2016) Effect of Composition and Microstructure on Slurry Abrasion Response of Hardfaced Martensitic Stainless Steel, Tribology - Materials, Surfaces & Interfaces, pp:45-52.

]6[ دشت بزرگی محمدعلی، هاشمی حمیدرضا، سلیمانی یزدی محمدرضا، امینیان مهرداد، 1389، تاثیر افزایش کربن بر انجماد و ریزساختار فولاد زنگ نزن مارتنزیتی در جوشکاری روکشی غلتک های خطوط نورد فولاد، مجله ریخته گری، سال بیست و نهم، شماره 96.

]7[ نوری پور محمدحسین، فرزادی علی، کلانتریان رضا، 1395، بررسی ریزساختار و سختی روکش سخت فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 414 به روش جوشکاری زیرپودری، دهمین همایش مشترک و پنجمین کنفرانس بین المللی انجمن مهندسی مواد و کتالورژی و انجمن علمی ریخته گران ایران.

[8] Gregory E.N. and Bartle M., 1980, "Materials for Harfacing" The Welding Institute, Weld Surfacing and Harfacing, Cambridge, Abington, pp11-21.

[9] Kang Amardeep Singh, Cheema Gurmeet Singh, Singla Shivali, 2014, Wear Behavior of Hardfacings on Rotary Tiller Blades, Bhai Gurdas Institute of Engineering & Technology, Sangrur148, Punjab, India.

[10] Committee A. I. H., 1992, “ASM Handbook: Friction, Lubrication, and Wear Technology” ASM International, Institute of Materials, pp. 1429-1439.

[11] Gregory E.N. and Bartle M., 1980, "Materials for Harfacing" The Welding Institute, Weld Surfacing and Harfacing, Cambridge, Abington, pp11-21.

[12] Davis J.R., Davis and Associates, 1997, "Hardfacing, Weld Cladding, and Dissimilar Metal Joining", 10th ed., Vol.6, Metals Handbook, American Society for Metals, pp789-829.

]13[ ثابت حامد، امیرآبادی زاده رضا، صادقی محمد، میرزا محمد نوید، 1388، بررسی ریزساختار و مقاومت به سایش لایه رویه سخت پایه Fe-C-Nb بر روی فولاد ساده کربنی، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی مواد مجلسی، سال سوم، شماره سوم.

[14] Ocken H., 2005, "The Galling Wear Resistance of New Iron – Base Hardfacing Alloys ", Surface and Coating Technology, Vol.76-77, pp456 -461.