مطالعه‌ي تجربي رفتار خوردگي ورق‌هاي چندلايه‌ي فلزي بعد از شكل‌دهي توسط ليزر

Experimental study on corrosion behavior of multi-layered sheet metals after laser forming

امروزه از ورق‌هاي چندلايه‌ي فلزي به منظور دستيابي به گستره‌ي وسيعي از خواص مكانيكي، فيزيكي، حرارتي و الكتريكي استفاده مي‌شود. عبور پرتوي ليزر تغييرات دمايي شديدي در ماده ايجاد مي‌كند كه مي‌تواند منجر به تغيير خواص شيميايي و ريزساختار آن شود. با توجه به كاربرد بسيار اين مواد در محيط‌هاي شيميايي و خورنده، جهت بررسي نحوه‌ي اين تغييرات در اين پژوهش، آزمون خوردگي بر روي ورق دولايه‌ي فولاد SUS304L/مس C11000 و سه‌لايه‌ي فولاد SUS430/مس C11000/فولاد SUS430 كه در معرض ليزر با تعداد دفعات عبور مختلف قرارگرفته‌اند، انجام‌شده است. ليزر مورداستفاده از نوع فايبر ايتربيوم و سازوكار حاكم بر فرآيند، شيب دمايي است. نحوه‌ي تغيير ريزساختار توسط متالوگرافي آشكار گرديده است. با عبور پرتوي ليزر از روي ورق سه‌لايه، مقاومت خوردگي سطحي كه ليزر از آن عبور كرده است به دليل كوچك شدن اندازه‌ي دانه ي فازهاي مارتنزيت و فريت جهت‌دار در ناحيه‌ي متأثر از حرارت فولاد SUS430 كاهش‌يافته است. در لايه‌ي مس و لايه‌ي ديگر فولاد به دليل عمق نفوذ كوچك ناحيه‌ي متأثر از حرارت در ورق سه‌لايه، تغييري در ريزساختار و مقاومت خوردگي مشاهده نشده است. عبور پرتوي ليزر از روي ورق دولايه به دليل وجود ريزساختار شامل آستنيت در فولاد SUS304L تغييري در مقاومت خوردگي و ريزساختار آن ايجاد نكرده است. عمق نفوذ ناحيه‌ي متأثر از حرارت در ورق دولايه تنها به بخش كوچكي از لايه‌ي فولاد محدود مي‌شود؛ بنابراين در مس تغيير ريزساختار و به طبع آن تغيير مقاومت خوردگي ايجاد نشده است و خوردگي در سراسر لايه‌ي مس تمامي نمونه‌ها يكسان است.

Nowadays, multilayered sheet metals are used in order to achieve a wide range of favorite mechanical, physical, thermal and electrical properties. The laser beam passage over the sheet creates extreme temperature changes which can lead to a change in chemical properties and microstructures. Due to the wide application of these materials in chemical and corrosive environments, corrosion tests were carried out on two-layered SUS304L/copper C11000 and three-layered SUS430/copper C11000/steel SUS430 sheets subjected to various laser passes. Ytterbium fiber laser is used and the governing mechanism during the process is TGM. The changes of microstructures were revealed by metallography. Corrosion resistance of steel layer in three-layered sheet subjected to laser was dropped due to the martensite and oriented ferrite grain size reduction in HAZ. There is no change in microstructure and corrosion behavior of copper layer and the second steel layer due to the HAZ low penetration depth. There is no change in microstructure and corrosion behavior of steel layer in two layered sheet due to the austenitic microstructure. Penetration depth of HAZ in two-layered sheet is limited to a small part of its steel cross section. So, there is no change in microstructure and corrosion behavior of copper, and corrosion is the same all over the copper layer in all specimens.