پديد آورندگان :
واعظي، علي‌اكبر دانشگاه تربيت دبير شهيد رجايي - دانشكده مهندسي مواد و فناوري‌هاي نوين - گروه متالورژي و مواد، تهران , جعفري، حسن دانشگاه تربيت دبير شهيد رجايي - دانشكده مهندسي مواد و فناوري‌هاي نوين - گروه متالورژي و مواد، تهران
كليدواژه :
جوشكاري اصطكاكي , اتصال غير هم‌جنس , فولاد زنگ نزن , ريزساختار , استحكام كششي
چكيده فارسي :
با توجه به نياز صنعت براي اتصال فلزات غيرهم‌جنس و عدم جوش‌پذيري آنها به هم در روش‌هاي معمول، فرآيند جوشكاري اصطكاكي مي‌تواند كاربرد مناسبي داشته باشد. در اين تحقيق جوشكاري اصطكاكي غيرهم‌جنس فولاد زنگ‌نزن آستنيتي304 به فولاد زنگ‌نزن مارتنزيتي410 با پارامترهاي ثابت سرعت دوران (850دور بر دقيقه) و زمان فورج (60ثانيه) و پارامترهاي متغير زمان اصطكاك (40، 50 و 60ثانيه) و نيروي اصطكاك (90، 100 و 120كيلونيوتن) و نيروي فورج (130، 150 و 180كيلونيوتن) بررسي شده است. مطالعات ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكتروني روبشي و همچنين آناليز عنصري روي جوش‌ها انجام شد. سلامتي و بي‌عيب‌بودن جوش‌ها توسط آزمايش كشش و ميكروسختي بررسي شده و سطوح شكست هم مورد بررسي قرار گرفتند. ساختار نمونه‌ها شامل مارتنزيت‌هاي سوزني و خشن در فولاد زنگ‌نزن 410 و دانه‌هاي كشيده در فولاد زنگ‌نزن 304 در فصل مشترك اتصال بودند كه با طراحي يك عمليات حرارتي تمپر به‌صورت موضعي، مارتنزيت‌هاي خشن به مارتنزيت‌هاي لايه‌اي تغيير پيدا كردند. نتايج نشان داد كه استحكام كششي نمونه‌ها در محدوده 520 - 400مگاپاسكال بود و شكست ترد مشاهده شد. نتايج سختي‌سنجي نشان داد كه بالاترين سختي در فولاد زنگ‌نزن 410 در منطقه متاثر از حرارت و نزديك به فصل مشترك ايجاد مي‌شود. استحكام كششي مطلوب 751مگاپاسكال با انتخاب پارامترهاي بهينه زمان اصطكاك 50ثانيه، نيروي اصطكاك 120كيلونيوتن و نيروي فورج 180كيلونيوتن و انجام عمليات حرارتي تمپر در موضع جوش پس از جوشكاري به دست آمد.
چكيده لاتين :
With regard to the industry demand for welding dissimilar metals, which are not possible to be welded by conventional welding, friction welding process can be a proper approach. In this study, friction welding of two stainless steels, martensitic 410 to austenitic 304, with variable parameters of friction time (40, 50, and 40 s), friction force (90, 100, and 120 kN), and forging force (130, 150, and 180 kN), under the constant rotating speed (850 RPM) and forge time (60 s), was investigated. Microscopic characterization using optical and scanning electron microscopes, and elemental analysis using energy dispersive X-ray spectroscopy were carried out on the welds. Soundness of the weld joints was evaluated using tensile and microhardness tests. Fracture surfaces of the tensile specimens were examined as well. The structure of the welded samples composed of acicular and rough martensite and elongated grains adjacent to 410 and 304 stainless steels, respectively. Tempering heat treatment locally caused converting rough martensite to lath martensite. The results showed that the tensile strength of the samples was in the range of 400-520 MPa, and the fractography revealed the occurrence of a brittle fracture. Microhardness measurement revealed that the highest hardness value was obtained in 410 stainless steel, at the heat-affected zone close to the interface. An appropriate friction weld joint with a tensile strength of 751 MPa was obtained after heat treatment of the weld location, and with the aid of selecting optimal parameters of 50 s friction time, 120 kN friction force, 180 kN forging force.
