Muundo wa kemikali wa mirija ya chuma cha pua iliyosongwa 321 Sifa za kimitambo na tabia ya kutu ya wehemu wa chuma cha pua mbili na elektrodi mpya.

Asante kwa kutembelea Nature.com.Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Vitelezi vinavyoonyesha makala tatu kwa kila slaidi.Tumia vitufe vya nyuma na vinavyofuata ili kusogeza kwenye slaidi, au vitufe vya kidhibiti cha slaidi mwishoni ili kusogea kwenye kila slaidi.

Muundo wa Kemikali wa Coil Tube ya Chuma cha pua 321

Muundo wa kemikali wa neli 321 za chuma cha pua ni kama ifuatavyo.
- Kaboni: Upeo wa 0.08%.
- Manganese: 2.00% upeo
- Nickel: 9.00% min

Sifa za Mitambo za Chuma cha pua 321 za Coil Tube

Kulingana na Mtengenezaji wa Mirija ya Chuma cha pua ya 321, sifa za kiufundi za neli za chuma cha pua 321 zimeorodheshwa hapa chini: Nguvu ya Kudumu (psi) Nguvu ya Mazao (psi) Kurefusha (%).

Matumizi na Matumizi ya Chuma cha pua 321 Coil Tube

Katika matumizi mengi ya uhandisi, mali ya mitambo na kutu ya miundo ya svetsade ya duplex (DSS) ni mambo muhimu zaidi.Utafiti wa sasa ulichunguza sifa za kiufundi na upinzani wa kutu wa welds za chuma cha pua mbili katika mazingira yanayoiga NaCl 3.5% kwa kutumia elektrodi mpya iliyoundwa mahususi bila kuongezwa kwa vipengee vya aloi kwenye sampuli za flux.Aina mbili tofauti za fluxes na index ya msingi ya 2.40 na 0.40 zilitumiwa kwenye electrodes E1 na E2 kwa ajili ya kulehemu bodi za DSS, kwa mtiririko huo.Utulivu wa joto wa nyimbo za flux zilitathminiwa kwa kutumia uchambuzi wa thermogravimetric.Utungaji wa kemikali pamoja na mali ya mitambo na kutu ya viungo vilivyounganishwa vilitathminiwa kwa kutumia spectroscopy ya utoaji kwa mujibu wa viwango mbalimbali vya ASTM.Utengano wa X-ray hutumiwa kuamua awamu zilizopo katika welds za DSS, na elektroni ya kuchanganua na EDS hutumiwa kukagua muundo mdogo wa welds.Nguvu ya mvutano wa viungo vya svetsade vilivyotengenezwa na electrodes E1 ilikuwa ndani ya 715-732 MPa, na electrodes E2 - 606-687 MPa.Sasa ya kulehemu imeongezeka kutoka 90 A hadi 110 A, na ugumu pia umeongezeka.Viungo vya svetsade na electrodes ya E1 iliyofunikwa na fluxes ya msingi ina mali bora ya mitambo.Muundo wa chuma una upinzani mkubwa wa kutu katika mazingira ya NaCl 3.5%.Hii inathibitisha utendakazi wa viungo vya svetsade vilivyotengenezwa na elektroni mpya zilizotengenezwa.Matokeo yanajadiliwa katika suala la kupungua kwa vipengele vya alloying kama vile Cr na Mo vinavyozingatiwa katika welds na electrodes iliyofunikwa E1 na E2, na kutolewa kwa Cr2N katika welds zilizofanywa kwa kutumia electrodes E1 na E2.
Kihistoria, kutajwa rasmi kwa kwanza kwa chuma cha pua cha duplex (DSS) kulianza mwaka wa 1927, wakati ilitumika kwa uigizaji fulani tu na haikutumiwa katika matumizi mengi ya kiufundi kwa sababu ya maudhui yake ya juu ya kaboni1.Lakini baadaye, maudhui ya kaboni ya kawaida yalipunguzwa hadi thamani ya juu ya 0.03%, na vyuma hivi vilianza kutumika sana katika nyanja mbalimbali2,3.DSS ni familia ya aloi zilizo na takriban viwango sawa vya ferrite na austenite.Utafiti umeonyesha kuwa awamu ya feri katika DSS hutoa ulinzi bora dhidi ya mpasuko wa kutu unaosababishwa na kloridi (SCC), ambalo lilikuwa suala muhimu kwa chuma cha pua cha austenitic (ASS) katika karne ya 20.Kwa upande mwingine, katika tasnia zingine za uhandisi na zingine4 mahitaji ya uhifadhi yanakua kwa kiwango cha hadi 20% kwa mwaka.Chuma hiki cha ubunifu na muundo wa awamu mbili austenitic-ferritic kinaweza kupatikana kwa uteuzi wa utungaji unaofaa, uboreshaji wa kimwili-kemikali na thermomechanical.Ikilinganishwa na chuma cha pua cha awamu moja, DSS ina nguvu ya juu ya mavuno na uwezo wa juu wa kuhimili SCC5, 6, 7, 8. Muundo wa duplex hupa vyuma hivi nguvu isiyo na kifani, ushupavu na kuongezeka kwa upinzani wa kutu katika mazingira ya fujo yenye asidi, kloridi ya asidi, maji ya bahari na kemikali babuzi9.Kwa sababu ya mabadiliko ya kila mwaka ya bei ya aloi za nikeli (Ni) katika soko la jumla, muundo wa DSS, haswa aina ya nikeli ya chini (konda DSS), umepata mafanikio mengi bora ikilinganishwa na chuma cha mchemraba (FCC) iron10, 11. tatizo la miundo ya ASE ni kwa kuwa wanakabiliwa na hali mbalimbali ngumu.Kwa hivyo, idara na makampuni mbalimbali ya uhandisi yanajaribu kukuza vyuma mbadala vya nikeli ya chini (Ni) ambavyo vinafanya kazi vizuri au bora zaidi kuliko ASS ya kitamaduni yenye weld ufaao na hutumika katika matumizi ya viwandani kama vile vibadilisha joto vya maji ya bahari na tasnia ya kemikali.chombo 13 kwa mazingira yenye mkusanyiko mkubwa wa kloridi.
Katika maendeleo ya kiteknolojia ya kisasa, uzalishaji wa svetsade una jukumu muhimu.Kwa kawaida, wajumbe wa miundo ya DSS wanaunganishwa na kulehemu ya arc iliyolindwa na gesi au kulehemu ya arc yenye ulinzi wa gesi.Weld huathiriwa hasa na muundo wa electrode kutumika kwa kulehemu.Electrodes ya kulehemu ina sehemu mbili: chuma na flux.Mara nyingi, elektroni hufunikwa na flux, mchanganyiko wa metali ambayo, wakati imeharibiwa, hutoa gesi na kuunda slag ya kinga ili kulinda weld kutokana na uchafuzi, kuongeza utulivu wa arc, na kuongeza sehemu ya alloying ili kuboresha ubora wa kulehemu14. .Chuma cha kutupwa, alumini, chuma cha pua, chuma hafifu, chuma chenye nguvu nyingi, shaba, shaba na shaba ni baadhi ya metali za elektrodi za kulehemu, huku selulosi, poda ya chuma na hidrojeni ni baadhi ya nyenzo zinazotumika.Wakati mwingine sodiamu, titani na potasiamu pia huongezwa kwenye mchanganyiko wa flux.
Watafiti wengine wamejaribu kusoma athari za usanidi wa elektroni kwenye uadilifu wa mitambo na kutu wa miundo ya chuma iliyo svetsade.Singh na al.15 ilichunguza athari za muundo wa flux juu ya kurefusha na nguvu ya mvutano ya welds zilizounganishwa na kulehemu kwa arc iliyozama.Matokeo yanaonyesha kuwa CaF2 na NiO ndio viashiria kuu vya nguvu ya mkazo ikilinganishwa na uwepo wa FeMn.Chirag et al.16 walichunguza misombo ya SMAW kwa kubadilisha mkusanyiko wa rutile (TiO2) katika mchanganyiko wa elektrodi.Ilibainika kuwa mali ya microhardness iliongezeka kutokana na ongezeko la asilimia na uhamiaji wa kaboni na silicon.Kumar [17] alisoma muundo na ukuzaji wa vimiminiko vilivyokusanywa kwa ajili ya kulehemu kwa tao zilizozama za karatasi za chuma.Nwigbo na Atuanya18 walichunguza matumizi ya viunganishi vya silicate vya sodiamu vyenye potasiamu kwa ajili ya uzalishaji wa fluxes ya kulehemu ya arc na kupata welds yenye nguvu ya juu ya 430 MPa na muundo unaokubalika wa nafaka.Lothongkum et al.19 walitumia mbinu ya potentiokinetic kuchunguza sehemu ya kiasi cha austenite katika chuma cha pua duplex 28Cr–7Ni–O–0.34N katika mmumunyo wa NaCl uliojaa hewa katika mkusanyiko wa 3.5% wt.chini ya hali ya pH.na 27°C.Vyuma viwili vya duplex na micro duplex vinaonyesha athari sawa ya nitrojeni kwenye tabia ya kutu.Nitrojeni haikuathiri uwezo wa kutu au kiwango cha pH 7 na 10, hata hivyo, uwezekano wa kutu katika pH 10 ulikuwa chini kuliko pH 7. Kwa upande mwingine, katika viwango vyote vya pH vilivyochunguzwa, uwezekano ulianza kuongezeka kwa kuongezeka kwa maudhui ya nitrojeni. .Lacerda na wengine.20 ilichunguza uwekaji wa vyuma viwili vya pua UNS S31803 na UNS S32304 katika suluhu ya NaCl ya 3.5% kwa kutumia mgawanyiko wa cyclic potentiodynamic.Katika suluhisho la 3.5 wt.% la NaCl, ishara za shimo zilipatikana kwenye sahani mbili za chuma zilizochunguzwa.Chuma cha UNS S31803 kina uwezo wa juu wa kutu (Ecorr), uwezo wa kupenyeza (Epit) na upinzani wa ubaguzi (Rp) kuliko chuma cha UNS S32304.Chuma cha UNS S31803 kina upitishaji wa juu zaidi kuliko chuma cha UNS S32304.Kulingana na utafiti wa Jiang et al.[21], kilele cha kuwezesha upya kinacholingana na awamu mbili (awastenite na awamu ya ferrite) ya chuma cha pua duplex hujumuisha hadi 65% ya muundo wa feri, na msongamano wa sasa wa kuwezesha feri huongezeka kwa kuongezeka kwa muda wa matibabu ya joto.Inajulikana kuwa awamu za austenitic na ferritic zinaonyesha athari tofauti za kielektroniki katika uwezo tofauti wa kielektroniki21,22,23,24.Abdo et al.25 walitumia vipimo vya nguvu vya utazamaji wa ubaguzi na utazamaji wa kizuizi cha kielektroniki kuchunguza ulikaji unaosababishwa na kielektroniki wa aloi ya leza-svetsade ya 2205 DSS katika maji bandia ya bahari (3.5% NaCl) chini ya hali ya asidi na alkali tofauti.Kutu kulionekana kwenye nyuso wazi za vielelezo vya DSS vilivyojaribiwa.Kulingana na matokeo haya, ilianzishwa kuwa kuna uhusiano wa uwiano kati ya pH ya kati ya kufuta na upinzani wa filamu iliyoundwa katika mchakato wa uhamisho wa malipo, ambayo huathiri moja kwa moja uundaji wa shimo na vipimo vyake.Madhumuni ya utafiti huu yalikuwa kuelewa jinsi muundo mpya wa elektrodi za kulehemu unavyoathiri uadilifu wa mitambo na sugu wa DSS 2205 iliyochomeshwa katika mazingira ya NaCl ya 3.5%.
Madini (viungo) vilivyotumika katika uundaji wa mipako ya elektrodi ni Calcium Carbonate (CaCO3) kutoka Wilaya ya Obajana, Jimbo la Kogi, Nigeria, Calcium Fluoride (CaF2) kutoka Jimbo la Taraba, Nigeria, Silicon Dioksidi (SiO2), Poda ya Talc ( Mg3Si4O10(OH). ) )2) na rutile (TiO2) zilipatikana kutoka Jos, Nigeria, na kaolin (Al2(OH)4Si2O5) ilipatikana kutoka Kankara, Jimbo la Katsina, Nigeria.Silicate ya potasiamu hutumiwa kama binder, hupatikana kutoka India.
Kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 1, oksidi za msingi zilipimwa kwa kujitegemea kwenye mizani ya kidijitali.Kisha ilichanganywa na kiunganishi cha silicate ya potasiamu (asilimia 23 kwa uzani) katika kichanganyaji cha umeme (mfano: 641-048) kutoka kwa Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) kwa dakika 30 ili kupata kibandiko cha nusu-imara cha homogeneous.Fluji iliyochanganywa ya mvua inasisitizwa kwenye umbo la silinda kutoka kwa mashine ya briquetting na kulishwa ndani ya chumba cha extrusion kwa shinikizo la kilo 80 hadi 100 / cm2, na kutoka kwenye chumba cha kulisha waya hutolewa kwenye extruder ya waya isiyo na waya ya kipenyo cha 3.15mm.Flux hulishwa kupitia mfumo wa pua/kufa na kudungwa ndani ya tundu la kutolea nje ili kutoa elektrodi.Kipengele cha chanjo cha 1.70 mm kilipatikana, ambapo kipengele cha kufunika kinafafanuliwa kama uwiano wa kipenyo cha electrode kwa kipenyo cha strand.Kisha elektroni zilizofunikwa zilikaushwa hewani kwa masaa 24 na kisha kukokotwa kwenye tanuru ya muffle (mfano PH-248-0571/5448) kwa 150-250 °C\(-\) kwa masaa 2.Tumia mlinganyo kukokotoa alkaliniti ya mtiririko.(1) 26;
Uthabiti wa joto wa sampuli za flux za nyimbo E1 na E2 iliamuliwa kwa kutumia uchambuzi wa thermogravimetric (TGA).Sampuli ya takriban 25.33 mg ya flux ilipakiwa kwenye TGA kwa uchambuzi.Majaribio yalifanyika kwa njia ya inert iliyopatikana kwa mtiririko unaoendelea wa N2 kwa kiwango cha 60 ml / min.Sampuli ilipashwa joto kutoka 30 ° C hadi 1000 ° C kwa kiwango cha joto cha 10 ° C / min.Kufuatia mbinu zilizotajwa na Wang et al.27, Xu et al.28 na Dagwa et al.29, mtengano wa joto na kupoteza uzito wa sampuli katika viwango fulani vya joto vilipimwa kutoka kwa viwanja vya TGA.
Sindika sahani mbili za 300 x 60 x 6 mm za DSS ili kuandaa kwa soldering.V-groove iliundwa kwa pengo la mizizi 3mm, shimo la mizizi 2mm na pembe ya 60 °.Kisha sahani ilioshwa na asetoni ili kuondoa uchafu unaowezekana.Weld sahani kwa kutumia shielded chuma arc welder (SMAW) na moja kwa moja sasa electrode chanya polarity (DCEP) kwa kutumia electrodes coated (E1 na E2) na electrode kumbukumbu (C) na kipenyo cha 3.15 mm.Uchimbaji wa Utoaji wa Umeme (EDM) (Mfano: Excetek-V400) ulitumika kutengeneza vielelezo vya chuma vilivyochochewa kwa ajili ya majaribio ya kimitambo na sifa za kutu.Jedwali la 2 linaonyesha msimbo wa mfano na maelezo, na Jedwali la 3 linaonyesha vigezo mbalimbali vya uendeshaji wa kulehemu vinavyotumiwa kuunganisha bodi ya DSS.Equation (2) hutumiwa kukokotoa pembejeo inayolingana ya joto.
Kutumia spectrometer ya macho ya Bruker Q8 MAGELLAN (OES) yenye urefu wa 110 hadi 800 nm na programu ya database ya SQL, muundo wa kemikali wa viungo vya weld vya electrodes E1, E2 na C, pamoja na sampuli za chuma cha msingi, imeamua.hutumia pengo kati ya elektrodi na sampuli ya chuma chini ya jaribio Inazalisha nishati ya umeme kwa namna ya cheche.Sampuli ya vipengele huvukizwa na kunyunyiziwa, ikifuatiwa na msisimko wa atomiki, ambao baadaye hutoa wigo maalum wa mstari31.Kwa uchambuzi wa ubora wa sampuli, tube ya photomultiplier hupima uwepo wa wigo maalum kwa kila kipengele, pamoja na ukubwa wa wigo.Kisha tumia mlinganyo kukokotoa nambari sawa ya upinzani wa shimo (PREN).(3) Uwiano wa 32 na mchoro wa hali ya WRC 1992 hutumika kukokotoa chromium na viambata vya nikeli (Creq na Nieq) kutoka kwa milinganyo.(4) na (5) ni 33 na 34 mtawalia;
Kumbuka kwamba PREN inazingatia tu athari chanya ya vipengele vitatu kuu Cr, Mo na N, huku kipengele cha nitrojeni x kiko kati ya 16-30.Kwa kawaida, x huchaguliwa kutoka kwenye orodha ya 16, 20, au 30. Katika utafiti juu ya chuma cha pua duplex, thamani ya kati ya 20 hutumiwa zaidi kuhesabu maadili ya PREN35,36.
Viungo vilivyotengenezwa kwa kutumia electrodes tofauti vilijaribiwa kwenye mashine ya kupima kwa wote (Instron 8800 UTM) kwa kiwango cha shida ya 0.5 mm / min kwa mujibu wa ASTM E8-21.Nguvu ya mkazo (UTS), 0.2% ya nguvu ya mavuno ya kung'oa manyoya (YS), na urefu wa urefu vilihesabiwa kulingana na ASTM E8-2137.
Vichocheo vya DSS 2205 vilikuwa vya kwanza kusagwa na kung'arishwa kwa kutumia saizi tofauti za changarawe (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 na 1200) kabla ya uchambuzi wa ugumu.Vielelezo vya svetsade vilifanywa na electrodes E1, E2 na C. Ugumu hupimwa kwa pointi kumi (10) kutoka katikati ya weld hadi chuma cha msingi na muda wa 1 mm.
X-ray diffractometer (D8 Discover, Bruker, Ujerumani) imesanidiwa kwa programu ya Kamanda wa Bruker XRD kwa ajili ya kukusanya data na mionzi ya Fe-K-α iliyochujwa yenye nishati ya 8.04 keV inayolingana na urefu wa mawimbi ya 1.5406 Å na kiwango cha kuchanganua cha 3. ° Masafa ya kuchanganua (2θ) min-1 ni 38 hadi 103° kwa uchanganuzi wa awamu na elektroni za E1, E2 na C na BM zipo katika chehemu za DSS.Mbinu ya uboreshaji ya Rietveld ilitumiwa kuorodhesha awamu za msingi kwa kutumia programu ya MAUD iliyofafanuliwa na Lutterotti39.Kulingana na ASTM E1245-03, uchambuzi wa metali wa kiasi cha picha za microscopic za viungo vya weld vya electrodes E1, E2 na C ulifanyika kwa kutumia programu ya Image J40.Matokeo ya kuhesabu sehemu ya kiasi cha awamu ya ferrite-austenitic, thamani yao ya wastani na kupotoka hutolewa katika Jedwali.5. Kama inavyoonyeshwa katika usanidi wa sampuli kwenye tini.6d, uchambuzi wa hadubini ya macho (OM) ulifanyika kwenye PM na viungo vilivyounganishwa na electrodes E1 na E2 ili kujifunza mofolojia ya sampuli.Sampuli hizo ziling'arishwa kwa sandpaper ya 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 na 2000 ya silicon carbide (SiC).Kisha sampuli ziliwekwa kielektroniki katika myeyusho wa asidi oxaliki yenye maji 10% kwenye joto la kawaida kwa voltage ya 5 V kwa s 10 na kuwekwa kwenye darubini ya LEICA DM 2500 M kwa sifa za kimofolojia.Usafishaji zaidi wa sampuli ulifanywa kwa kutumia karatasi 2500 za silicon carbide (SiC) kwa uchanganuzi wa SEM-BSE.Kwa kuongezea, viungio vilivyounganishwa vilichunguzwa kwa muundo mdogo kwa kutumia darubini ya elektroni ya kuchanganua mwonekano wa hali ya juu (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) iliyo na EMF.Sampuli ya 20 × 10 × 6 mm ilisagwa kwa kutumia sandpapers mbalimbali za SiC zenye ukubwa wa kuanzia 120 hadi 2500. Sampuli ziliwekwa kielektroniki katika 40 g ya NaOH na 100 ml ya maji yaliyochujwa kwa voltage ya 5 V kwa s 15, na kisha. imewekwa kwenye kishikilia sampuli , kilicho katika chemba ya SEM, kwa ajili ya kuchanganua sampuli baada ya kusafisha chemba na nitrojeni.Boriti ya elektroni inayotokana na filament ya tungsten yenye joto hujenga grating kwenye sampuli ili kuzalisha picha katika ukuzaji mbalimbali, na matokeo ya EMF yamepatikana kwa kutumia mbinu za Roche et al.41 na Mokobi 42 .
Mbinu ya mgawanyiko wa potentiodynamic ya kielektroniki kulingana na ASTM G59-9743 na ASTM G5-1444 ilitumiwa kutathmini uwezo wa uharibifu wa sahani za DSS 2205 zilizounganishwa na elektrodi E1, E2 na C katika mazingira ya NaCl 3.5%.Majaribio ya kemikali ya kielektroniki yalifanywa kwa kutumia kifaa cha Potentiostat-Galvanostat/ZRA kinachodhibitiwa na kompyuta (mfano: PC4/750, Gamry Instruments, Marekani).Upimaji wa kemikali ya kielektroniki ulifanyika kwenye usanidi wa jaribio la elektrodi tatu: DSS 2205 kama elektrodi inayofanya kazi, elektrodi iliyojaa ya kalori (SCE) kama elektrodi ya marejeleo na fimbo ya grafiti kama elektrodi ya kukabiliana.Vipimo vilifanywa kwa kutumia seli ya electrochemical, ambayo eneo la hatua ya suluhisho lilikuwa eneo la electrode ya kufanya kazi 0.78 cm2.Vipimo vilifanywa kati ya -1.0 V hadi +1.6 V uwezo kwenye OCP iliyoimarishwa awali (inayohusiana na OCP) kwa kiwango cha skaniko cha 1.0 mV/s.
Vipimo muhimu vya halijoto ya kielektroniki vilifanywa katika NaCl ya 3.5% ili kutathmini upinzani wa shimo wa chembechembe zilizotengenezwa na elektrodi za E1, E2, na C.kwa uwazi juu ya uwezo wa shimo katika PB (kati ya mikoa ya passive na transpassive), na vielelezo vya svetsade na E1, E2, Electrodes C. Kwa hiyo, vipimo vya CPT vinafanywa ili kuamua kwa usahihi uwezo wa shimo wa vifaa vya kulehemu.Upimaji wa CPT ulifanyika kwa mujibu wa ripoti za weld duplex chuma cha pua45 na ASTM G150-1846.Kutoka kwa kila chuma cha kuunganishwa (S-110A, E1-110A, E2-90A), sampuli zilizo na eneo la 1 cm2 zilikatwa, pamoja na msingi, weld na kanda za HAZ.Sampuli ziling'arishwa kwa kutumia sandpaper na tope la unga wa alumina 1 µm kwa mujibu wa taratibu za kawaida za utayarishaji wa sampuli za metallografia.Baada ya kung'arisha, sampuli zilisafishwa kwa kutumia asetoni kwa dakika 2.Suluhisho la jaribio la NaCl la 3.5% liliongezwa kwenye kisanduku cha majaribio cha CPT na halijoto ya awali ilirekebishwa hadi 25°C kwa kutumia kidhibiti cha halijoto (Neslab RTE-111).Baada ya kufikia joto la awali la jaribio la 25 ° C, gesi ya Ar ilipulizwa kwa dakika 15, kisha sampuli ziliwekwa kwenye seli, na OCF ilipimwa kwa dakika 15.Kisha sampuli iliwekwa polarized kwa kutumia voltage ya 0.3 V kwenye joto la awali la 25 ° C, na sasa ilipimwa kwa 10 min45.Anza kupokanzwa suluhisho kwa kiwango cha 1 °C/min hadi 50 °C.Wakati wa kupokanzwa kwa ufumbuzi wa mtihani, sensor ya joto hutumiwa kuendelea kufuatilia joto la suluhisho na kuhifadhi wakati na data ya joto, na potentiostat / galvanostat hutumiwa kupima sasa.Electrodi ya grafiti ilitumiwa kama elektrodi ya kaunta, na uwezo wote ulipimwa kulingana na elektrodi ya marejeleo ya Ag/AgCl.Usafishaji wa Argon ulifanyika wakati wote wa jaribio.
Kwenye mtini.1 inaonyesha utungaji (kwa asilimia ya uzito) wa vipengele vya F1 na F2 vinavyotumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa electrodes ya alkali (E1) na tindikali (E2), kwa mtiririko huo.Nambari ya msingi ya flux hutumiwa kutabiri mali ya mitambo na metallurgiska ya viungo vilivyo svetsade.F1 ni sehemu ya mtiririko unaotumiwa kupaka elektrodi za E1, ambazo huitwa flux ya alkali kwa sababu index yake ya msingi ni > 1.2 (yaani 2.40), na F2 ni mtiririko unaotumiwa kufunika elektroni za E2, zinazoitwa flux ya asidi kwa sababu ya msingi wake. index < 0.9 (yaani 2.40).0.40).Ni wazi kwamba elektroni zilizowekwa na fluxes ya msingi katika hali nyingi zina mali bora ya mitambo kuliko elektroni zilizowekwa na fluxes ya tindikali.Tabia hii ni kazi ya utawala wa oksidi ya msingi katika mfumo wa utungaji wa flux kwa electrode E1.Kinyume chake, kuondolewa kwa slag (kutenganishwa) na spatter ya chini inayozingatiwa kwenye viungo vilivyounganishwa na electrodes ya E2 ni tabia ya electrodes na mipako ya asidi ya flux yenye maudhui ya juu ya rutile.Uchunguzi huu unaendana na matokeo ya Gill47 kwamba athari za maudhui ya rutile kwenye uharibifu wa slag na spatter ya chini ya elektroni zilizofunikwa na asidi huchangia kufungia kwa kasi kwa slag.Kaolin katika mfumo wa flux unaotumiwa kupaka elektrodi E1 na E2 ilitumika kama mafuta, na poda ya talc iliboresha extrudability ya elektroni.Vifunga vya potasiamu silicate katika mifumo ya flux huchangia kuwaka bora kwa arc na utulivu wa utendaji, na, pamoja na mali zao za wambiso, kuboresha utengano wa slag katika bidhaa za svetsade.Kwa kuwa CaCO3 ni kivunja wavu (kivunja slag) katika mtiririko na huelekea kutoa moshi mwingi wakati wa kulehemu kwa sababu ya mtengano wa mafuta ndani ya CaO na karibu 44% CO2, TiO2 (kama mjenzi wa wavu / slag zamani) husaidia kupunguza kiasi. ya moshi wakati wa kulehemu.kulehemu na hivyo kuboresha utengano wa slag kama ilivyopendekezwa na Jing et al.48.Fluorine Flux (CaF2) ni flux ya kemikali ambayo inaboresha usafi wa solder.Jastrzębska et al.49 iliripoti athari ya muundo wa floridi ya muundo huu wa flux kwenye sifa za usafi wa weld.Kwa kawaida, mtiririko huongezwa kwenye eneo la weld ili kuboresha uthabiti wa arc, kuongeza vipengele vya aloi, kujenga slag, kuongeza tija, na kuboresha ubora wa dimbwi la weld 50.
Mikondo ya TGA-DTG inavyoonyeshwa kwenye Mtini.2a na 2b huonyesha kupungua kwa uzito kwa hatua tatu inapokanzwa katika kiwango cha joto cha 30–1000°C katika angahewa ya nitrojeni.Matokeo katika Kielelezo 2a na b yanaonyesha kuwa kwa sampuli za kimsingi na za tindikali, curve ya TGA hushuka moja kwa moja chini hadi hatimaye inakuwa sambamba na mhimili wa halijoto, karibu 866.49°C na 849.10°C mtawalia.Kupoteza uzito wa 1.30% na 0.81% mwanzoni mwa curve za TGA kwenye Mchoro 2a na 2b ni kutokana na unyevu unaofyonzwa na vipengele vya flux, pamoja na uvukizi na upungufu wa unyevu wa uso.Mtengano kuu wa sampuli za flux kuu katika hatua ya pili na ya tatu kwenye tini.2a ilitokea katika viwango vya joto 619.45 ° C-766.36 ° C na 766.36 ° C-866.49 ° C, na asilimia ya kupoteza uzito wao ilikuwa 2.84 na 9.48%., kwa mtiririko huo.Wakati kwa sampuli za mtiririko wa tindikali kwenye Mchoro 7b, ambazo zilikuwa katika viwango vya joto vya 665.23 ° C-745.37 ° C na 745.37 ° C-849.10 ° C, asilimia yao ya kupoteza uzito ilikuwa 0.81 na 6.73%, kwa mtiririko huo, ambayo ilihusishwa na mtengano wa joto.Kwa kuwa vipengele vya flux ni isokaboni, tete ni mdogo kwa mchanganyiko wa flux.Kwa hiyo, kupunguza na oxidation ni ya kutisha.Hii inalingana na matokeo ya Balogun et al.51, Kamli et al.52 na Adeleke et al.53.Jumla ya upotezaji mkubwa wa sampuli ya flux iliyozingatiwa kwenye tini.2a na 2b ni 13.26% na 8.43%, kwa mtiririko huo.Upotezaji mdogo wa wingi wa sampuli za flux kwenye mtini.2b inatokana na viwango vya juu vya kuyeyuka vya TiO2 na SiO2 (1843 na 1710°C mtawalia) kama oksidi kuu zinazounda mchanganyiko wa flux54,55, wakati TiO2 na SiO2 zina viwango vya chini vya kuyeyuka.kiwango myeyuko Oksidi msingi: CaCO3 (825 °C) katika sampuli ya mtiririko katika mtini.2a56.Mabadiliko haya katika kiwango cha kuyeyuka cha oksidi za msingi katika mchanganyiko wa flux yanaripotiwa vyema na Shi et al.54, Ringdalen et al.55 na Du et al.56.Kuchunguza kupoteza uzito kwa kuendelea katika Mchoro 2a na 2b, inaweza kuhitimishwa kuwa sampuli za flux zinazotumiwa katika mipako ya electrode ya E1 na E2 hupata mtengano wa hatua moja, kama ilivyopendekezwa na Brown57.Kiwango cha joto cha mchakato kinaweza kuonekana kutoka kwa mikondo ya derivative (wt%) kwenye tini.2a na b.Kwa kuwa curve ya TGA haiwezi kueleza kwa usahihi halijoto mahususi ambapo mfumo wa mtiririko hupitia mabadiliko ya awamu na uangazaji wa fuwele, derivative ya TGA hutumiwa kubainisha thamani halisi ya joto ya kila jambo (mabadiliko ya awamu) kama kilele cha mwisho cha joto ili kuandaa mfumo wa flux.
Mikondo ya TGA-DTG inayoonyesha mtengano wa joto wa (a) flux ya alkali kwa ajili ya mipako ya elektrodi ya E1 na (b) mtiririko wa asidi kwa mipako ya elektrodi ya E2.
Jedwali la 4 linaonyesha matokeo ya uchambuzi wa spectrophotometric na uchambuzi wa SEM-EDS wa chuma cha msingi cha DSS 2205 na welds zilizofanywa kwa kutumia electrodes E1, E2 na C.E1 na E2 ilionyesha kuwa maudhui ya chromium (Cr) yalipungua kwa kasi hadi 18.94 na 17.04%, na maudhui ya molybdenum (Mo) yalikuwa 0.06 na 0.08%, kwa mtiririko huo.maadili ya welds na electrodes E1 na E2 ni ya chini.Hii inalingana kidogo na thamani ya PREN iliyokokotwa kwa awamu ya ferritic-austenitic kutoka kwa uchanganuzi wa SEM-EDS.Kwa hiyo, inaweza kuonekana kuwa shimo huanza kwenye hatua na maadili ya chini ya PREN (welds kutoka E1 na E2), kimsingi kama ilivyoelezwa katika Jedwali 4. Hii ni dalili ya kupungua na uwezekano wa mvua ya alloy katika weld.Baadaye, kupunguzwa kwa yaliyomo katika vitu vya aloi za Cr na Mo katika welds zinazozalishwa kwa kutumia elektroni E1 na E2 na maadili yao ya chini ya shimo (PREN) yanaonyeshwa kwenye Jedwali la 4, ambalo husababisha shida ya kudumisha upinzani katika mazingira ya fujo, haswa. katika mazingira ya kloridi.-enye mazingira.Maudhui ya nikeli ya juu kiasi (Ni) ya 11.14% na kikomo kinachoruhusiwa cha maudhui ya manganese katika viungo vilivyounganishwa vya elektroni za E1 na E2 inaweza kuwa na athari chanya kwenye sifa za mitambo ya weldments kutumika katika hali ya kuiga maji ya bahari (Mchoro 3). )yalifanywa kwa kutumia kazi ya Yuan na Oy58 na Jing et al.48 juu ya athari za utunzi wa juu wa nikeli na manganese katika kuboresha sifa za kiufundi za miundo iliyochochewa ya DSS chini ya hali mbaya ya uendeshaji.
Matokeo ya mtihani wa mvutano wa (a) UTS na 0.2% sag YS na (b) sare na urefu kamili na mikengeuko yao ya kawaida.
Sifa za nguvu za nyenzo za msingi (BM) na viungo vya svetsade vilivyotengenezwa kutoka kwa electrodes zilizotengenezwa (E1 na E2) na electrode inayopatikana kibiashara (C) ilitathminiwa kwa mikondo miwili tofauti ya kulehemu ya 90 A na 110 A. 3 (a) na (b) onyesha UTS, YS ikiwa na punguzo la 0.2%, pamoja na urefu na data ya mchepuko wa kawaida.Matokeo ya kukabiliana na UTS na YS ya 0.2% yaliyopatikana kutoka kwa Mtini.3a onyesha maadili bora ya sampuli Na.1 (BM), sampuli Na.3 (weld E1), sampuli no.5 (weld E2) na sampuli no.6 (welds na C) ni 878 na 616 MPa, 732 na 497 MPa , 687 na 461 MPa na 769 na 549 MPa, kwa mtiririko huo, na tofauti zao za kawaida.Kutoka mtini.110 A) ni sampuli zilizo na nambari 1, 2, 3, 6 na 7, kwa mtiririko huo, na sifa za chini zinazopendekezwa za mvutano zaidi ya 450 MPa katika mtihani wa mvutano na 620 MPa katika mtihani wa mvutano uliopendekezwa na Grocki32.Urefu wa vielelezo vya kulehemu na electrodes E1, E2 na C, iliyowakilishwa na sampuli No 2, No. 3, No. 4, No. 5, No. 6 na No. kwa mtiririko huo, huonyesha plastiki na uaminifu.uhusiano na metali ya msingi.Urefu wa chini ulielezewa na kasoro zinazowezekana za kulehemu au muundo wa flux ya electrode (Mchoro 3b).Inaweza kuhitimishwa kuwa BM duplex chuma cha pua na viungo vya svetsade na E1, E2 na C elektroni kwa ujumla vina mali ya juu zaidi ya mvutano kutokana na maudhui ya nikeli ya juu kiasi (Jedwali 4), lakini mali hii ilizingatiwa katika viungo vya svetsade.E2 yenye ufanisi mdogo hupatikana kutokana na utungaji wa tindikali wa flux.Gunn59 ilionyesha athari ya aloi za nikeli katika kuboresha sifa za kiufundi za viungo vilivyochochewa na kudhibiti usawa wa awamu na usambazaji wa vipengele.Hii inathibitisha tena ukweli kwamba elektroni zilizotengenezwa kutoka kwa nyimbo za msingi za flux zina sifa bora za kiufundi kuliko elektrodi zilizotengenezwa kutoka kwa mchanganyiko wa tindikali, kama ilivyopendekezwa na Bang et al.60.Kwa hivyo, mchango mkubwa umetolewa kwa ujuzi uliopo kuhusu mali ya pamoja ya svetsade ya electrode mpya iliyofunikwa (E1) yenye mali nzuri ya kuvuta.
Kwenye mtini.Takwimu 4a na 4b zinaonyesha sifa za Vickers microhardness ya sampuli za majaribio ya viungo vya svetsade vya electrodes E1, E2 na C. 4a inaonyesha matokeo ya ugumu yaliyopatikana kutoka kwa mwelekeo mmoja wa sampuli (kutoka WZ hadi BM), na katika tini.4b inaonyesha matokeo ya ugumu yaliyopatikana kwa pande zote za sampuli.Thamani za ugumu zilizopatikana wakati wa kulehemu sampuli Nambari 2, 3, 4 na 5, ambazo ni viungo vya svetsade na electrodes E1 na E2, inaweza kuwa kutokana na muundo wa coarse-grained wakati wa kuimarisha katika mizunguko ya kulehemu.Kuongezeka kwa kasi kwa ugumu kulionekana wote katika HAZ ya coarse-grained na katika HAZ ya laini ya sampuli zote Na. weld kama matokeo ya sampuli chromium-weld ni tajiri katika uzalishaji (Cr23C6) .Ikilinganishwa na sampuli nyingine za kulehemu 2, 3, 4 na 5, maadili ya ugumu wa viungo vya svetsade ya sampuli No. 6 na 7 kwenye Mtini.4a na 4b hapo juu (Jedwali 2).Kulingana na Mohammed et al.61 na Nowacki na Lukoje62, hii inaweza kuwa kutokana na thamani ya juu ya ferrite δ na mikazo iliyosababishwa ya mabaki katika weld, pamoja na kupungua kwa vipengele vya aloi kama vile Mo na Cr katika weld.Thamani za ugumu wa sampuli zote za majaribio zinazozingatiwa katika eneo la BM zinaonekana kuwa thabiti.Mwelekeo wa matokeo ya uchambuzi wa ugumu wa vielelezo vya svetsade ni sawa na hitimisho la watafiti wengine61,63,64.
Thamani za ugumu wa viungo vya svetsade vya sampuli za DSS (a) nusu ya sehemu ya vielelezo vya svetsade na (b) sehemu kamili ya viungo vya svetsade.
Awamu mbalimbali zilizopo katika DSS 2205 iliyo svetsade na elektroni za E1, E2 na C zilipatikana na mwonekano wa XRD wa pembe ya diffraction 2\(\theta\) umeonyeshwa kwenye Mchoro 5. Vilele vya austenite (\(\gamma\) ) na awamu za ferrite (\(\alpha\)) zilitambuliwa kwa pembe za diffraction ya 43 ° na 44 °, kuthibitisha kwa ukamilifu kwamba utungaji wa weld ni wa awamu mbili 65 chuma cha pua.kwamba DSS BM inaonyesha tu awamu za austenitic (\(\gamma\)) na ferritic (\(\alpha\)), kuthibitisha matokeo ya muundo mdogo yaliyowasilishwa katika Mchoro 1 na 2. 6c, 7c na 9c.Awamu ya ferritic (\(\alpha\)) iliyozingatiwa na DSS BM na kilele cha juu katika weld hadi electrode C ni dalili ya upinzani wake wa kutu, kwa kuwa awamu hii inalenga kuongeza upinzani wa kutu wa chuma, kama vile Davison na Redmond66 wanavyo. ilisema , uwepo wa vipengele vya kuleta utulivu vya ferrite, kama vile Cr na Mo, hudumisha vyema filamu tulivu ya nyenzo katika mazingira yenye kloridi.Jedwali la 5 linaonyesha awamu ya ferrite-austenitic kwa metallografia ya kiasi.Uwiano wa sehemu ya kiasi cha awamu ya ferrite-austenitic katika viungo vya svetsade ya electrode C hupatikana takriban (≈1: 1).Utungaji wa awamu ya chini ya ferrite (\(\alpha\)) ya weldments kwa kutumia electrodes E1 na E2 katika matokeo ya sehemu ya kiasi (Jedwali 5) inaonyesha uwezekano wa unyeti kwa mazingira ya babuzi, ambayo ilithibitishwa na uchambuzi wa electrochemical.imethibitishwa (Mchoro 10a, b)), kwa kuwa awamu ya ferrite hutoa nguvu ya juu na ulinzi dhidi ya kupasuka kwa kutu ya dhiki ya kloridi.Hii inathibitishwa zaidi na maadili ya chini ya ugumu yanayozingatiwa katika welds ya electrodes E1 na E2 kwenye mtini.4a,b, ambayo husababishwa na uwiano mdogo wa ferrite katika muundo wa chuma (Jedwali 5).Uwepo wa awamu zisizo na usawa za austenitic (\(\gamma\)) na ferritic (\(\alpha\)) katika viungo vya svetsade kwa kutumia electrodes ya E2 inaonyesha hatari halisi ya chuma kwa mashambulizi ya kutu ya sare.Kinyume chake, mwonekano wa XPA wa vyuma vya awamu mbili vya viungo vilivyo svetsade na E1 na C electrodes, pamoja na matokeo ya BM, kawaida huonyesha kuwepo kwa vipengele vya kuleta utulivu vya austenitic na ferritic, ambayo hufanya nyenzo kuwa muhimu katika ujenzi na sekta ya petrochemical. , kwa sababu alibishana Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant na wengine67.
Maikrografu za macho za viungio vilivyochochewa vya elektrodi za E1 zenye jiometri tofauti za weld: (a) HAZ inayoonyesha laini ya muunganisho, (b) HAZ inayoonyesha laini ya muunganisho katika ukuzaji wa juu zaidi, (c) BM kwa awamu ya ferritic-austenitic, (d) weld jiometri. , ( e) Inaonyesha ukanda wa mpito ulio karibu, (f) HAZ inaonyesha awamu ya ferritic-austenitic katika ukuzaji wa juu, (g) Eneo la weld linaonyesha awamu ya ferritic-austenitic Tensile.
Mikrografu za macho za elektrodi za E2 za kulehemu katika jiometri mbalimbali za weld: (a) HAZ inayoonyesha laini ya muunganisho, (b) HAZ inayoonyesha laini ya muunganisho katika ukuzaji wa juu zaidi, (c) BM kwa awamu ya wingi ya ferritic-austenitic, (d) weld jiometri , (e) ) inayoonyesha eneo la mpito katika eneo la karibu, (f) HAZ inayoonyesha awamu ya ferritic-austenitic katika ukuzaji wa juu, (g) eneo la kulehemu linaloonyesha awamu ya feri-austenitiki.
Takwimu 6a-c na, kwa mfano, zinaonyesha muundo wa metallographic wa viungo vya DSS vilivyounganishwa kwa kutumia electrode ya E1 kwenye jiometri mbalimbali za kulehemu (Mchoro 6d), ikionyesha mahali ambapo micrographs za macho zilichukuliwa kwa ukuzaji tofauti.Kwenye mtini.6a, b, f - kanda za mpito za viungo vya svetsade, kuonyesha muundo wa usawa wa awamu ya ferrite-austenite.Takwimu 7a-c na kwa mfano pia zinaonyesha OM ya pamoja ya DSS iliyounganishwa kwa kutumia electrode ya E2 kwenye jiometri mbalimbali za kulehemu (Mchoro 7d), inayowakilisha pointi za uchambuzi wa OM katika ukuzaji tofauti.Kwenye mtini.7a,b,f onyesha ukanda wa mpito wa kiungo kilichochochewa katika usawa wa ferritic-austenitic.OM katika eneo la kulehemu (WZ) inavyoonekana kwenye mtini.1 na mtini.2. Welds kwa electrodes E1 na E2 6g na 7g, kwa mtiririko huo.OM juu ya BM imeonyeshwa kwenye Mchoro 1 na 2. Katika tini.6c, e na 7c, e kuonyesha kesi ya viungo svetsade na electrodes E1 na E2, kwa mtiririko huo.Eneo la mwanga ni awamu ya austenite na eneo la giza nyeusi ni awamu ya ferrite.Usawa wa awamu katika eneo lililoathiriwa na joto (HAZ) karibu na mstari wa muunganisho ulionyesha uundaji wa mvua za Cr2N, kama inavyoonyeshwa katika maikrografu ya SEM-BSE kwenye Mtini.8a,b na kuthibitishwa katika mtini.9a,b.Uwepo wa Cr2N unaozingatiwa katika awamu ya ferrite ya sampuli kwenye Mtini.8a,b na kuthibitishwa na uchambuzi wa uhakika wa SEM-EMF na michoro ya mstari wa EMF ya sehemu zilizo svetsade (Mchoro 9a-b), ni kutokana na joto la juu la joto la kulehemu.Mzunguko huharakisha kuanzishwa kwa chromium na nitrojeni, kwa kuwa joto la juu katika weld huongeza mgawo wa uenezi wa nitrojeni.Matokeo haya yanasaidia tafiti za Ramirez et al.68 na Herenyu et al.69 zinazoonyesha kwamba, bila kujali maudhui ya nitrojeni, Cr2N kwa kawaida huwekwa kwenye nafaka za ferrite, mipaka ya nafaka, na mipaka ya α/\(\gamma\), kama inavyopendekezwa pia na watafiti wengine.70.71.
(a) doa uchanganuzi wa SEM-EMF (1, 2 na 3) wa kiungo kilicho svetsade na E2;
Morpholojia ya uso wa sampuli za mwakilishi na EMF zao zinazofanana zinaonyeshwa kwenye Mtini.10a-c.Kwenye mtini.Takwimu 10a na 10b zinaonyesha micrographs SEM na spectra yao EMF ya viungo svetsade kwa kutumia electrodes E1 na E2 katika ukanda wa kulehemu, kwa mtiririko huo, na katika tini.10c inaonyesha maikrografu za SEM na mwonekano wa EMF wa OM iliyo na awamu za austenite (\(\gamma\)) na ferrite (\(\alpha\)) bila mvua zozote.Kama inavyoonyeshwa katika wigo wa EDS katika Mchoro 10a, asilimia ya Cr (21.69 wt.%) na Mo (2.65 wt.%) ikilinganishwa na 6.25 wt.% Ni inatoa hisia ya usawa unaolingana wa awamu ya ferrite-austenitic.Muundo mdogo wenye upungufu wa juu wa maudhui ya kromiamu (15.97 wt.%) na molybdenum (1.06 wt.%) ikilinganishwa na maudhui ya juu ya nikeli (10.08 wt.%) katika muundo mdogo wa kiungo kilichochochewa cha elektrodi E2, iliyoonyeshwa katika mtini.1. Linganisha.Wigo wa EMF 10b.Umbo la acicular na muundo wa austenitic ulio na chembe laini zaidi unaoonekana katika WZ iliyoonyeshwa kwenye mtini.10b inathibitisha uwezekano wa kupungua kwa vipengele vya mbolea (Cr na Mo) katika weld na mvua ya nitridi ya chromium (Cr2N) - awamu ya austenitic.Usambazaji wa chembe za mvua kando ya mipaka ya awamu za austenitic (\(\gamma\)) na ferritic (\(\alpha\)) za viunga vilivyounganishwa vya DSS huthibitisha taarifa hii72,73,74.Hii pia husababisha utendakazi wake duni wa kutu, kwa kuwa Cr inachukuliwa kuwa kipengele kikuu cha kuunda filamu tulivu ambayo inaboresha upinzani wa ndani wa kutu wa chuma59,75 kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 10b.Inaweza kuonekana kuwa BM katika micrograph ya SEM katika Mtini. 10c inaonyesha uboreshaji wa nafaka kali kama matokeo ya wigo wa EDS yanaonyesha Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) na Ni (6.32 wt).%) mali nzuri ya kemikali.%) kama kipengele muhimu cha aloi kwa kuangalia muundo wa usawa wa awamu ya ferrite-austenitic ya muundo wa DSS76.Matokeo ya uchanganuzi wa picha wa muundo wa EMF wa viungo vilivyo svetsade vya elektroni ya E1 huhalalisha matumizi yake katika ujenzi na mazingira ya fujo kidogo, kwani waundaji wa austenite na vidhibiti vya ferrite kwenye muundo mdogo hufuata kiwango cha DSS AISI 220541.72 kwa viungo vilivyounganishwa, 77.
SEM micrographs ya viungo vilivyounganishwa, ambapo (a) electrode E1 ya eneo la kulehemu ina wigo wa EMF, (b) electrode E2 ya eneo la kulehemu ina wigo wa EMF, (c) OM ina wigo wa EMF.
Kiutendaji, imebainika kuwa welds za DSS huganda katika hali ya feri (F-mode), huku viini vya austenite vikiwa na viini chini ya halijoto ya solvus ya feri, ambayo inategemea uwiano sawa wa kromiamu na nikeli (Creq/Nieq) (> 1.95 inajumuisha modi F) Baadhi ya watafiti wamegundua athari hii ya chuma kutokana na uwezo mkubwa wa kueneza wa Cr na Mo kama vipengele vya kutengeneza feri katika awamu ya feri8078,79.Ni wazi kwamba DSS 2205 BM ina kiasi kikubwa cha Cr na Mo (inaonyesha Creq ya juu), lakini ina maudhui ya chini ya Ni kuliko weld yenye E1, E2 na C electrodes, ambayo inachangia uwiano wa juu wa Creq/Nieq.Hili pia linaonekana katika utafiti wa sasa, kama inavyoonyeshwa katika Jedwali la 4, ambapo uwiano wa Creq/Nieq ulibainishwa kwa DSS 2205 BM zaidi ya 1.95.Inaweza kuonekana kuwa welds na electrodes E1, E2 na C ngumu katika hali ya austenitic-ferritic (AF mode), mode austenitic (A mode) na mode ya ferritic-austenitic, kwa mtiririko huo, kutokana na maudhui ya juu ya mode ya wingi (mode ya FA) .), kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 4, maudhui ya Ni, Cr na Mo katika weld ni kidogo, kuonyesha kwamba uwiano wa Creq/Nieq ni wa chini kuliko ule wa BM.Feri ya msingi katika chembechembe za elektrodi za E2 zilikuwa na mofolojia ya kivermicular ya feri na uwiano uliobainishwa wa Creq/Nieq ulikuwa 1.20 kama ilivyoelezwa katika Jedwali la 4.
Kwenye mtini.11a inaonyesha Uwezo Wazi wa Mzunguko (OCP) dhidi ya muda kwa muundo wa chuma wa AISI DSS 2205 katika suluhisho la NaCl la 3.5%.Inaweza kuonekana kuwa curve ya ORP inabadilika kuelekea uwezo chanya zaidi, ikionyesha kuonekana kwa filamu tulivu kwenye uso wa sampuli ya chuma, kushuka kwa uwezo kunaonyesha kutu kwa ujumla, na uwezekano wa karibu mara kwa mara kwa muda unaonyesha kuundwa kwa filamu ya passiv baada ya muda., Sehemu ya uso wa sampuli ni thabiti na ina Nata 77. Miviringo inaonyesha substrates za majaribio chini ya hali thabiti kwa sampuli zote katika elektroliti iliyo na myeyusho wa NaCl wa 3.5%, isipokuwa sampuli ya 7 (kiunga cha chehemu chenye C-electrode), ambayo inaonyesha kutokuwa na utulivu kidogo.Ukosefu huu unaweza kulinganishwa na kuwepo kwa ioni za kloridi (Cl-) katika suluhisho, ambayo inaweza kuharakisha mmenyuko wa kutu, na hivyo kuongeza kiwango cha kutu.Uchunguzi wakati wa kuchanganua OCP bila uwezo unaotumika ulionyesha kuwa Cl katika majibu inaweza kuathiri ukinzani na uthabiti wa thermodynamic wa sampuli katika mazingira ya fujo.Ma et al.81 na Lotho et al.5 ilithibitisha dai kwamba Cl- ina jukumu katika kuharakisha uharibifu wa filamu za passiv kwenye substrates, na hivyo kuchangia kuvaa zaidi.
Uchanganuzi wa kemikali wa sampuli zilizosomwa: (a) mabadiliko ya RSD kulingana na wakati na (b) ugawanyiko wa uwezo wa sampuli katika suluhu ya 3.5% ya NaCl.
Kwenye mtini.11b inatoa uchambuzi wa kulinganisha wa curves polarization potentiodynamic (PPC) ya viungo vya svetsade vya electrodes E1, E2 na C chini ya ushawishi wa 3.5% ya ufumbuzi wa NaCl.Sampuli za BM zilizochochewa katika PPC na suluhisho la NaCl la 3.5% zilionyesha tabia tulivu.Jedwali la 5 linaonyesha vigezo vya uchanganuzi wa kielektroniki wa sampuli zilizopatikana kutoka kwa mikondo ya PPC, kama vile Ecorr (uwezo wa kutu) na Epit (uwezo wa kutu wa shimo) na mikengeuko inayohusiana nayo.Ikilinganishwa na sampuli nyingine No 2 na No. 5, svetsade na electrodes E1 na E2, sampuli No 1 na No. 7 (BM na svetsade viungo na electrode C) ilionyesha uwezekano mkubwa wa kutu pitting katika ufumbuzi NaCl (Mchoro 11b. )Tabia ya juu ya kupita ya zamani ikilinganishwa na ya mwisho ni kutokana na usawa wa muundo wa microstructural wa chuma (austenitic na awamu ya ferritic) na mkusanyiko wa vipengele vya alloying.Kutokana na kuwepo kwa awamu za ferrite na austenitic katika microstructure, Resendea et al.82 iliunga mkono tabia tulivu ya DSS katika vyombo vya habari vikali.Utendaji wa chini wa sampuli zilizochochewa na elektroni za E1 na E2 zinaweza kuhusishwa na kupungua kwa vitu kuu vya aloi, kama vile Cr na Mo, katika eneo la kulehemu (WZ), kwani huimarisha awamu ya ferrite (Cr na Mo), hufanya kama passivators Aloi katika awamu austenitic ya vyuma iliyooksidishwa.Athari ya vipengele hivi juu ya upinzani wa shimo ni kubwa zaidi katika awamu ya austenitic kuliko katika awamu ya ferritic.Kwa sababu hii, awamu ya ferritic hupitia passivation kwa kasi zaidi kuliko awamu ya austenitic inayohusishwa na eneo la kwanza la passivation ya curve ya polarization.Vipengele hivi vina athari kubwa kwa upinzani wa shimo la DSS kwa sababu ya upinzani wao wa juu wa shimo katika awamu ya austenitic ikilinganishwa na awamu ya feri.Kwa hiyo, passivation ya haraka ya awamu ya ferrite ni 81% ya juu kuliko ile ya awamu ya austenite.Ingawa suluhisho la Cl-in lina athari mbaya kwa uwezo wa kupita wa filamu ya chuma83.Kwa hiyo, utulivu wa filamu ya kupitisha ya sampuli itapungua sana84.Kutoka kwa Jedwali.6 pia inaonyesha kuwa uwezo wa kutu (Ecorr) wa viungo vilivyochochewa na elektrodi ya E1 ni thabiti kidogo katika suluhisho ikilinganishwa na viungo vilivyochomwa na elektrodi ya E2.Hii pia inathibitishwa na maadili ya chini ya ugumu wa welds kutumia electrodes E1 na E2 katika mtini.4a,b, ambayo ni kutokana na maudhui ya chini ya ferrite (Jedwali 5) na maudhui ya chini ya chromium na molybdenum (Jedwali 4) katika muundo wa chuma uliofanywa.Inaweza kuhitimishwa kuwa upinzani wa kutu wa vyuma katika mazingira ya baharini ya kuiga huongezeka kwa kupungua kwa sasa ya kulehemu na hupungua kwa maudhui ya chini ya Cr na Mo na maudhui ya chini ya ferrite.Kauli hii inalingana na utafiti wa Salim et al.85 kuhusu athari za vigezo vya kulehemu kama vile mkondo wa kulehemu kwenye uadilifu wa kutu wa vyuma vilivyochomezwa.Kloridi inapopenya chuma kupitia njia mbalimbali kama vile kunyonya na kueneza kwa kapilari, mashimo (kutu ya shimo) ya umbo na kina kisicho sawa huundwa.Utaratibu huo ni tofauti sana katika suluhu za juu za pH ambapo vikundi vinavyozunguka (OH-) vinavutiwa tu na uso wa chuma, kuleta utulivu wa filamu ya passiv na kutoa ulinzi wa ziada kwa uso wa chuma25,86.Upinzani bora wa kutu wa sampuli namba 1 na 7 ni hasa kutokana na kuwepo kwa muundo wa chuma wa kiasi kikubwa cha δ-ferrite (Jedwali 5) na kiasi kikubwa cha Cr na Mo (Jedwali 4), tangu kiwango cha kutu ya shimo ni hasa katika chuma, svetsade kwa njia ya DSS, katika muundo wa awamu ya austenitic ya sehemu.Kwa hivyo, utungaji wa kemikali wa alloy una jukumu la kuamua katika utendaji wa kutu wa kuunganisha svetsade87,88.Kwa kuongezea, ilibainika kuwa vielelezo vilivyochomwa kwa kutumia elektroni za E1 na C katika utafiti huu zilionyesha maadili ya chini ya Ecorr kutoka kwa mikondo ya PPC kuliko ile iliyochomwa kwa kutumia elektrodi ya E2 kutoka kwa mikondo ya OCP (Jedwali 5).Kwa hiyo, eneo la anode huanza kwa uwezo wa chini.Mabadiliko haya yanatokana hasa na uimarishaji wa sehemu ya safu ya upitishaji inayoundwa kwenye uso wa sampuli na mgawanyiko wa kathodi unaotokea kabla ya uimarishaji kamili wa OCP89 kufikiwa.Kwenye mtini.12a na b zinaonyesha picha za wasifu wa macho wa 3D za vielelezo vilivyoharibika kwa majaribio chini ya hali mbalimbali za kulehemu.Inaweza kuonekana kuwa saizi ya kutu ya vielelezo huongezeka na uwezo wa kutu wa chini wa shimo unaoundwa na mkondo wa juu wa kulehemu wa 110 A (Mchoro 12b), ikilinganishwa na saizi ya kutu ya shimo iliyopatikana kwa welds na uwiano wa chini wa kulehemu wa sasa. 90 A. (Mchoro 12a).Hii inathibitisha madai ya Mohammed90 kwamba mikanda ya kuteleza huundwa kwenye uso wa sampuli ili kuharibu filamu ya upitishaji uso kwa kufichua substrate kwa mmumunyo wa 3.5% wa NaCl ili kloridi ianze kushambulia, na kusababisha nyenzo kuyeyuka.
Uchanganuzi wa SEM-EDS katika Jedwali la 4 unaonyesha kuwa maadili ya PREN ya kila awamu ya austenitic ni ya juu kuliko yale ya ferrite katika welds zote na BM.Kuanzishwa kwa shimo kwenye kiolesura cha ferrite/austenite huharakisha uharibifu wa safu ya nyenzo tulivu kutokana na kutofautiana na kutenganisha vipengele vinavyotokea katika maeneo haya91.Tofauti na awamu ya austenitic, ambapo thamani ya upinzani wa shimo (PRE) ni ya juu zaidi, kuanzishwa kwa shimo katika awamu ya ferritic ni kutokana na thamani ya chini ya PRE (Jedwali 4).Awamu ya austenite inaonekana kuwa na kiasi kikubwa cha utulivu wa austenite (umumunyifu wa nitrojeni), ambayo hutoa mkusanyiko wa juu wa kipengele hiki na, kwa hiyo, upinzani wa juu kwa pitting92.
Kwenye mtini.Mchoro wa 13 unaonyesha mikondo muhimu ya halijoto ya chembechembe za E1, E2, na C.Kwa kuzingatia kwamba msongamano wa sasa uliongezeka hadi 100 µA/cm2 kwa sababu ya shimo wakati wa jaribio la ASTM, ni wazi kuwa weld @110A na E1 ilionyesha kiwango cha chini cha joto muhimu cha 27.5 ° C ikifuatiwa na soldering ya E2 @ 90A inaonyesha CPT ya 40. °C, na katika hali ya C@110A CPT ya juu zaidi ni 41°C.Matokeo yaliyozingatiwa yanakubaliana vizuri na matokeo yaliyozingatiwa ya vipimo vya polarization.
Tabia za kiufundi na tabia ya kutu ya welds za chuma cha pua mbili zilichunguzwa kwa kutumia elektrodi mpya za E1 na E2.Electrodi ya alkali (E1) na elektrodi ya asidi (E2) iliyotumiwa katika mchakato wa SMAW ilifunikwa kwa ufanisi na muundo wa flux na uwiano wa chanjo ya jumla ya 1.7 mm na index ya alkali ya 2.40 na 0.40, kwa mtiririko huo.Uthabiti wa joto wa fluxes iliyotayarishwa kwa kutumia TGA katika hali ya ajizi imetathminiwa.Uwepo wa maudhui ya juu ya TiO2 (%) katika matrix ya flux uliboresha uondoaji wa slag wa weldments kwa electrodes iliyotiwa na flux tindikali (E2) ikilinganishwa na electrodes iliyofunikwa na flux ya msingi (E1).Ingawa elektroni mbili zilizofunikwa (E1 na E2) zina uwezo mzuri wa kuanza kwa safu.Hali ya kulehemu, hasa pembejeo ya joto, sasa ya kulehemu na kasi, ina jukumu muhimu katika kufikia usawa wa awamu ya austenite / ferrite ya welds za DSS 2205 na mali bora ya mitambo ya weld.viungo svetsade na electrode E1 ilionyesha bora tensile mali (shear 0.2% YS = 497 MPa na UTS = 732 MPa), kuthibitisha kwamba flux msingi coated electrodes na high basicity index ikilinganishwa na asidi flux coated electrodes.Electrodes huonyesha sifa bora za mitambo na alkali ya chini.Ni dhahiri kwamba katika viungo vilivyounganishwa vya electrodes na mipako mpya (E1 na E2) hakuna usawa wa awamu ya ferrite-austenitic, ambayo ilifunuliwa kwa kutumia OES na SEM-EDS uchambuzi wa weld na kuhesabiwa kwa sehemu ya kiasi katika kulehemu.Metallography ilithibitisha utafiti wao wa SEM.miundo midogo.Hii ni hasa kutokana na kupungua kwa vipengele vya alloying kama vile Cr na Mo na uwezekano wa kutolewa kwa Cr2N wakati wa kulehemu, ambayo inathibitishwa na skanning ya mstari wa EDS.Hii inasaidiwa zaidi na maadili ya chini ya ugumu yanayozingatiwa katika welds na E1 na E2 electrodes kutokana na uwiano wao wa chini wa ferrite na vipengele vya alloying katika muundo wa chuma.Uwezo wa Kuungua kwa Ushahidi (Ecorr) wa chehemu kwa kutumia elektrodi ya E1 ulionyesha kuwa sugu kidogo kwa kutu ya myeyusho ikilinganishwa na chehemu zinazotumia elektrodi ya E2.Hii inathibitisha ufanisi wa elektrodi mpya zilizotengenezwa katika welds zilizojaribiwa katika mazingira ya NaCl 3.5% bila mchanganyiko wa aloi ya mchanganyiko.Inaweza kuhitimishwa kuwa upinzani wa kutu katika mazingira ya baharini ya kuiga huongezeka kwa kupungua kwa sasa ya kulehemu.Kwa hivyo, mvua ya carbides na nitridi na kupungua kwa baadae kwa upinzani wa kutu wa viungo vilivyounganishwa kwa kutumia electrodes ya E1 na E2 ilielezewa na kuongezeka kwa sasa ya kulehemu, ambayo ilisababisha usawa katika usawa wa awamu ya viungo vilivyounganishwa kutoka kwa chuma cha kusudi mbili.
Kwa ombi, data ya utafiti huu itatolewa na mwandishi husika.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. na Liimatainen J. Muundo mdogo wa chuma cha pua cha super duplex kilichoundwa na unga wa metallurgy moto wa isostatic katika matibabu ya joto viwandani.Chuma.alma mater.mawazo.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. na Kitagawa Y. Udhibiti wa miundo midogo katika kuunganisha vyuma vya kisasa vya pua.Katika Kuchakata Nyenzo Mpya za Nishati ya Juu ya Umeme, 419–422 (2005).
Smook O. Muundo mdogo na sifa za chuma cha pua cha super duplex cha madini ya poda ya kisasa.Taasisi ya Teknolojia ya Kifalme (2004)
Lotto, TR na Babalola, P. Tabia ya Uharibifu wa Polarization na Uchambuzi wa Miundo Midogo ya Alumini ya AA1070 na Michanganyiko ya Matrix ya Silikoni ya Carbide katika Vikolezo vya Kloridi ya Asidi.Mhandisi mwenye ushawishi.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. na Ferro P. Mchakato wa kulehemu, mabadiliko ya muundo mdogo na sifa za mwisho za chuma cha pua cha duplex na super duplex.Duplex chuma cha pua 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. na Karaaslan A. Ushawishi wa muda wa annealing na kiwango cha kupoeza kwenye mchakato wa uwekaji katika vyuma vinavyostahimili kutu ya awamu mbili.Chuma.sayansi.matibabu ya joto.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S na Ravi K. Ukuzaji wa vyuma visivyo na pua vya duplex (LDSS) vyenye ubora bora wa mitambo na kutu katika maabara.Alma mater ya hali ya juu.tank ya kuhifadhi.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. na Isgor OB Sifa za metallurgiska na za kielektroniki za tabaka zinazofunika chuma cha pua cha juu duplex kwenye substrates za chuma kidogo zilizopatikana kwa aloi ya leza katika safu ya unga.sayansi.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. na Kuroda, K. Juhudi za kuokoa nikeli katika vyuma visivyo na pua austenitic.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. na Gonome F. Ukuzaji wa safu mpya ya vyuma viwili visivyo na pua.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Technical Report No. 126 (2021).