تأثير فلز پركننده بر خواص اتصال غيرمشابه فولاد 4130 به فولاد زنگ‌نزن 316L

The Effect of Filler Metal on Properties of AISI 4130 to AISI 316L Dissimilar Joint

در اين پژوهش، اتصال غير‌مشابه فولاد كم آلياژ 4130 به فولاد زنگ‌نزن آستنيتي ‌L316 به‌روش جوشكاري قوسي تنگستن- گاز مورد بررسي قرار گرفت. از دو فلز پركننده ERNiCr-3 و فولاد زنگ‌نزن ER309L بـه ايـن منظـور اسـتفاده شـد. پـس از جوشـكاري، ريزساختار مناطق مختلف هر اتصال شامل فلز جوش، مناطق متأثر از حرارت و فصل مشترك‌ها با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. جهت بررسي خواص مكانيكي اتصال از آزمون‌هاي ضربه و كشش استفاده شد. مشاهدات انجام شده توسط SEM نشان داد كه در آزمون ضربه، شكست نمونه‌ها به‌صورت نرم مي‌باشد. در آزمون كشش نمونه جوش داده شده با سيم جوش ER309L از فولاد پايه L‌316 دچار شكست شد، اما نمونه جوش داده شده با سيم جوش ERNiCr-3 از محل جوش دچار شكست شد. بررسي‌ها نشان‌دهنده وجود سـاختار دندريتي در فلزات جوش پايه نيكلي بود. ريزساختار فلـز پركننده فولاد ER309L به‌صورت سلولي- دندريتي بوده و به‌دليل وجـود فاز فريـت دلتـا در نـواحي بـين دنـدريتي آستنيت زمينه، هيچ‌گونه تركي در اين اتصال مشاهده نشد.

In this research, dissimilar welding between 4130 low alloy steel and austenitic stainless steel 316L has been investigated using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). Two types of filler metals, including ERNiCr-3 and ER309L, were used for this purpose. Moreover, the joint microstructures including the weld metals, heat affected zones and interfaces were characterized by optical and Scanning Electron Microscopy (SEM). The mechanical behavior of the joint was tested by impact and tension tests. Observations by SEM showed that in impact test, the fracture is soft. In the tensile test, the welded sample by ER309L filler metal was fractured from 316L base metal, but welded specimen with ERNiCr-3 was fractured from welded zone. Also, the results showed a dendritic structure in the nickel-based weld metal. No crack was found in the cellular-dendritic microstructure of ER309L weld metal due to the existance of delta ferrite between them.