بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي جوش‌هاي نامشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي UNS 32750 به فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304L

Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Welded Joint between 32750 Super Duplex Stainless Steel and 304L Austenitic Stainless Steel

دراين پژوهش، ريزساختار و خواص مكانيكي جوش هاي نامشابه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازيUNS 32750 به فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304L مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، روش جوشكاري قوسي تنگستن- گاز با قطبيت منفي و دو نوع فلز پركننده ER25104L وER309LMo استفاده شد. پس از جوشكاري، ريزساختار مناطق گوناگون هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت و فصل مشترك ها با ميكروسكوپ نوري بررسي شدند و ارتباط بين ريزساختار و خواص مكانيكي اتصالات مورد بررسي قرار گرفته شد. بررسي‌هاي ريزساختاري نشان دادند كه در فلز جوش ER25104L، ريزساختار به صورت دندريت هاي آستنيت و زمينه فريت بود. انجماد فلز جوشER309LMo ، به صورت فريت اوليه همراه با مقداري آستنيت و با ريخت شناسي فريت اسكلتي شكل صورت گرفت. هم‌چنين، خواص مكانيكي شامل خمش، استحكام كششي، مقاومت در برابر ضربه، سختي و نيز شكست نگاري نمونه ها بررسي شد. در آزمايش كشش تمامي نمونه ها از منطقه HAZ فلز پايه فولاد زنگ نزن آستنيتي 304L و به صورت نرم دچار شكست شدند. هم‌چنين، بيش‌ترين مقدار انرژي شكست مربوط به فلز جوش 25104L بود. نمونه جوش شده با فلز پركننده25104L بيش‌ترين انعطاف پذيري را از خود نشان داد. كم‌ترين و بيش‌ترين مقدار سختي به ترتيب براي فلز پركننده ER309LMo و ER25104L بدست آمد. خواص مكانيكي بدست آمده با استفاده از دو نوع فلز پركننده ER25104L و ER309LMo قابل قبول بوده، اگرچه فلز جوش 25104L خواص مكانيكي بهتري را نسبت به فلز جوش 309LMo از خود نشان داد. در نهايت، مي‌توان نتيجه گرفت براي اتصال بين فلز پايه فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي 32750 به فولاد زنگ نزن آستنيتي 304L، ماده‌ي پركننده‌ي ER25104L ويژگي‌هاي بهينه‌اي را ارايه مي‌دهد

In this study, the microstructure and mechanical properties of dissimilar welding of Super duplex stainless steel UNS 32750 to austenitic stainless steel AISI 304L by gas tungsten arc welding process with direct current electrode negative polarity was investigated. For this purpose, two filler metals including ER25104L and ER309LMo were used. The microstructure of the different zone in each joint, including weld metals, heat affected zone, interface were evaluated using optical microscopy and the relationship between mechanical properties and microstructure of welded joints is evaluated. Results indicate that austenitic and ferritic structures such as dendrite in the weld metal 25104L, 309LMo weld metal was observed as the primary ferrite with austenitic matrix. In addition microstructure was seen as skeleton ferrite morphology. In addition, the mechanical properties including the bend test, ultimate strength, impact resistance and hardness were investigated. All the specimen underwent ductile fracture in HAZ in the tension test. The maximum fracture energy related to ER25104L. The welded specimen with ER25104L filler metal showed the maximum elongation. The maximum and minimum hardness corresponded to the ER25104L and ER309LMo, respectively. Mechanical properties of joints welded by the two kinds of filler metals are satisfactory, althought the mechanical properties of 25104L filler metal is superior to that by 309LMo filler metal. Based on the present work, it is concluded that 25104L provides the optimum qualities for joining dissimilar metals between 32750 super duplex stainless steel and 304L austenitic stainless steel.