321 Edelstahl opgerullt Röhre chemesch Zesummesetzung Mechanesch Eegeschaften a Korrosiounsverhalen vun engem Duplex Edelstahl Schweess mat enger neier Elektrode

Merci fir besicht Nature.com.Dir benotzt eng Browser Versioun mat limitéierter CSS Ënnerstëtzung.Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten).Zousätzlech, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir de Site ouni Stiler a JavaScript.
Sliders déi dräi Artikelen pro Rutsch weisen.Benotzt d'Réck- an d'nächst Knäppercher fir duerch d'Rutschen ze réckelen, oder d'Slide Controller Knäppercher um Enn fir duerch all Rutsch ze réckelen.

STAINLESS Stol 321 Coil Tube Chemesch Zesummesetzung

Déi chemesch Zesummesetzung vum 321 Edelstahl Spiralröhren ass wéi follegt:
- Kuelestoff: 0,08% max
- Mangan: 2,00% max
- Nickel: 9,00% min

STAINLESS Steel 321 Coil Tube mechanesch Eegeschafte

Geméiss dem Edelstahl 321 Coil Tube Manufacturer sinn d'mechanesch Eegeschafte vun Edelstahl 321 Coil Tube hei ënnen tabuléiert: Tensile Strength (psi) Yield Strength (psi) Elongation (%)

Uwendungen & Gebrauch vun Edelstahl 321 Coil Tube

A villen Ingenieursapplikatiounen sinn déi mechanesch a Korrosiounseigenschaften vun Duplex Edelstahl (DSS) verschweißte Strukturen déi wichtegst Faktoren.Déi aktuell Etude ënnersicht d'mechanesch Eegeschaften an d'Korrosiounsbeständegkeet vun Duplex Edelstahl-Schweißen an engem Ëmfeld, deen 3,5% NaCl simuléiert mat enger speziell entwéckelter neier Elektrode ouni Zousatz vun Legierungselementer zu de Fluxproben.Zwee verschidden Zorte vu Flux mat engem Basis Index vun 2,40 an 0,40 goufen op Elektroden E1 an E2 fir Schweess DSS Brieder benotzt, respektiv.D'thermesch Stabilitéit vun de Flux Kompositioune gouf mat thermogravimetrescher Analyse bewäert.D'chemesch Zesummesetzung wéi och d'mechanesch a korrosiounseigenschaften vun de verschweißte Gelenker goufen mat Emissiounsspektroskopie am Aklang mat verschiddenen ASTM Standards bewäert.Röntgendiffraktioun gëtt benotzt fir d'Phasen ze bestëmmen déi an DSS-Schweißen präsent sinn, a Scannen Elektron mat EDS gëtt benotzt fir d'Mikrostruktur vu Schweißen z'inspektéieren.D'Trensile Stäerkt vun geschweißte Gelenker gemaach vun E1 Elektroden war bannent 715-732 MPa, vun E2 Elektroden - 606-687 MPa.De Schweessstroum ass vun 90 A op 110 A erhéicht ginn, an d'Härheet ass och erhéicht ginn.Geschweest Gelenker mat E1 Elektroden, déi mat Basisflux beschichtet sinn, hunn besser mechanesch Eegeschaften.D'Stolstruktur huet héich Korrosiounsbeständegkeet an engem 3,5% NaCl Ëmfeld.Dëst bestätegt d'Operabilitéit vu geschweißte Gelenker mat nei entwéckelt Elektroden.D'Resultater ginn diskutéiert a punkto Ausarmung vun Legierungselementer wéi Cr a Mo observéiert a Schweißen mat Beschichtete Elektroden E1 an E2, an d'Verëffentlechung vu Cr2N a Schweißen gemaach mat Elektroden E1 an E2.
Historesch ass déi éischt offiziell Ernimmung vun Duplex Edelstol (DSS) zréck op 1927, wéi et nëmme fir bestëmmte Goss benotzt gouf an net an de meeschten techneschen Uwendungen benotzt gouf wéinst sengem héije Kuelestoff1.Awer duerno gouf de Standard Kuelestoffgehalt op e maximale Wäert vun 0,03% reduzéiert, an dës Stähle goufe vill a verschiddene Felder benotzt2,3.DSS ass eng Famill vun Legierungen mat ongeféier gläiche Quantitéite Ferrit an Austenit.Fuerschung huet gewisen, datt d'ferritic Phase an DSS excellent Schutz géint chlorid-induzéiert Stress corrosion Rëss (SCC), déi e wichtege Problem fir austenitic STAINLESS Stol (ASS) am 20. Joerhonnert war.Op der anerer Säit, an e puer Ingenieuren an aner Industrien4 wiisst d'Nofro fir Lagerung mat engem Taux vu bis zu 20% pro Joer.Dësen innovative Stol mat enger zwee-Phase austenitic-ferritic Struktur kann duerch gëeegent Zesummesetzung Auswiel, physesch-chemesch an thermomechanical Verfeinerung kritt ginn.Am Verglach zu Single-Phase STAINLESS Stol, DSS huet eng méi héich nozeginn Kraaft a super Fähegkeet SCC5 ze widderstoen, 6, 7, 8. D'Duplex Struktur gëtt dës Stol oniwwertraff Kraaft, Zähegkeet a verstäerkte Korrosiounsbeständegkeet an aggressiven Ëmfeld mat Säuren, Säurechloriden, Mierwaasser a ätzend Chemikalien9.Wéinst den alljährlechen Präisschwankungen vun Nickel (Ni) Legierungen am allgemenge Maart, huet d'DSS Struktur, besonnesch déi niddereg Nickel-Typ (Mager DSS), vill aussergewéinlech Leeschtungen erreecht am Verglach zu Gesiichtszentréiert Kubik (FCC) Eisen10, 11. D'Haaptrei. Problem vun ASE Designen ass datt se u verschiddenen haarde Konditiounen ausgesat sinn.Dofir probéieren verschidden Ingenieursdepartementer a Firmen Alternativ Low Nickel (Ni) Edelstahl ze förderen, déi sou gutt wéi oder besser wéi traditionell ASS mat passenden Schweessbarkeet funktionnéieren an an industriellen Uwendungen wéi Mierwaasser Wärmetauscher an der chemescher Industrie benotzt ginn.Container 13 fir Ëmfeld mat enger héijer Konzentratioun vu Chloriden.
Am modernen technologesche Fortschrëtt spillt d'Schweißproduktioun eng vital Roll.Typesch sinn DSS strukturell Membere mat Gas shielded Arc Schweess oder Gas shielded Arc Schweess verbonnen.D'Schweiß gëtt haaptsächlech vun der Zesummesetzung vun der Elektrode beaflosst fir d'Schweißen.Schweißelektroden besteet aus zwee Deeler: Metall a Flux.Meeschtens sinn d'Elektroden mat Flux beschichtet, eng Mëschung aus Metaller, déi, wann se ofgebaut ginn, Gase verëffentlechen an e Schutzschlack bilden fir d'Schweiß vu Kontaminatioun ze schützen, d'Stabilitéit vum Bogen erhéijen an eng Legierungskomponent addéieren fir d'Qualitéit vum Schweess ze verbesseren14 .Goss, Aluminium, Edelstol, mëll Stahl, Héichstäerkt Stol, Kupfer, Messing, a Bronze sinn e puer vun de Schweesselektrodemetaller, wärend Cellulose, Eisenpulver a Waasserstoff e puer vun de benotzte Fluxmaterialien sinn.Heiansdo ginn Natrium, Titan a Kalium och an d'Fluxmëschung bäigefüügt.
E puer Fuerscher hu probéiert den Effekt vun der Elektrodenkonfiguratioun op déi mechanesch a Korrosiounsintegritéit vu verschweißte Stolstrukturen ze studéieren.Singh et al.15 ënnersicht den Effet vun der Flux Zesummesetzung op d'Verlängerung an d'Stäerkt Stäerkt vun Schweißen duerch ënnerdaach Arc Schweess geschweest.D'Resultater weisen datt CaF2 an NiO d'Haaptdeterminante vun der Spannkraaft sinn am Verglach mat der Präsenz vu FeMn.Chirag et al.16 ënnersicht SMAW Verbindungen andeems d'Konzentratioun vu Rutil (TiO2) an enger Elektroden Flux Mëschung variéiert.Et gouf festgestallt datt d'Eegeschafte vun der Mikrohardheet eropgaang ass wéinst enger Erhéijung vum Prozentsaz an der Migratioun vu Kuelestoff a Silizium.De Kumar [17] studéiert den Design an d'Entwécklung vun agglomeréierte Fluxe fir d'Ënnerwaasser Bogenschweißen vu Stolplacke.Nwigbo an Atuanya18 ënnersicht d'Benotzung vu Kalium-räiche Natriumsilikatbinder fir d'Produktioun vu Bogenschweißfluxen a fonnt Schweißen mat enger héijer Spannkraaft vu 430 MPa an enger akzeptabeler Kärstruktur.Lothongkum et al.19 benotzt eng potentiokinetic Method de Volume Fraktioun vun Austenite an Duplex STAINLESS Stol 28Cr-7Ni-O-0.34N an enger Loft-gesättegt NaCl Léisung bei enger Konzentratioun vun 3,5% wt ze studéieren.ënner pH Konditiounen.an 27°C.Béid Duplex a Mikro Duplex Edelstahl weisen deeselwechten Effekt vu Stickstoff op Korrosiounsverhalen.Stickstoff huet net d'Korrosiounspotenzial oder d'Rate bei pH 7 an 10 beaflosst, awer d'Korrosiounspotenzial bei pH 10 war méi niddereg wéi bei pH 7. Op der anerer Säit, bei all studéierte pH-Niveauen, huet d'Potenzial ugefaang mat Erhéijung vum Stickstoffgehalt ze erhéijen .Lacerda et al.20 studéiert Pitting vun Duplex Edelstol UNS S31803 an UNS S32304 an 3,5% NaCl Léisung mat zyklescher potentiodynamescher Polariséierung.An enger 3,5 gew.% Léisung vu NaCl goufen Zeeche vu Pitting op den zwou ënnersichte Stolplacke fonnt.UNS S31803 Stol huet e méi héicht Korrosiounspotenzial (Ecorr), Pittingpotenzial (Epit) a Polariséierungsresistenz (Rp) wéi UNS S32304 Stol.UNS S31803 Stol huet eng méi héich Repassivitéit wéi UNS S32304 Stol.Laut enger Etude vum Jiang et al.[21], de Reaktivéierungspeak entsprécht der Duebelphase (Austenit- a Ferritphase) vum Duplex Edelstol enthält bis zu 65% vun der Ferrit-Zesummesetzung, an d'Ferrit-Reaktivéierungsstroumdicht erhéicht mat der Erhéijung vun der Wärmebehandlungszäit.Et ass bekannt datt déi austenitesch a ferritesch Phasen verschidde elektrochemesch Reaktiounen bei verschiddenen elektrochemesche Potenzialer21,22,23,24 weisen.Abdo et al.25 benotzt potentiodynamesch Miessunge vun der Polariséierungsspektroskopie an der elektrochemescher Impedanzspektroskopie fir d'elektrochemesch induzéiert Korrosioun vun der Laser verschweißte 2205 DSS Legierung a kënschtlechem Mierwaasser (3,5% NaCl) ënner Bedingungen vu variéierender Aciditéit an Alkalinitéit ze studéieren.Pitting Korrosioun gouf op de beliichte Flächen vun den getesten DSS Exemplare observéiert.Baséierend op dës Erkenntnisser gouf festgestallt datt et eng proportional Relatioun tëscht dem pH vum Opléisungsmedium an der Resistenz vum Film ass, deen am Prozess vum Ladungstransfer geformt gëtt, wat direkt d'Bildung vu Pitting a seng Spezifizéierung beaflosst.Den Zweck vun dëser Etude war ze verstoen wéi eng nei entwéckelt Schweess Elektroden Zesummesetzung beaflosst déi mechanesch a verschleißbeständeg Integritéit vum verschweißten DSS 2205 an engem 3,5% NaCl Ëmfeld.
D'Fluxmineraler (Ingredienten), déi an den Elektrodenbeschichtungsformuléierungen benotzt goufen, waren Kalziumkarbonat (CaCO3) aus Obajana Distrikt, Kogi Staat, Nigeria, Kalziumfluorid (CaF2) aus Taraba Staat, Nigeria, Siliziumdioxid (SiO2), Talkpulver (Mg3Si4O10 (OH) ) )2) a Rutil (TiO2) goufe vu Jos, Nigeria, a Kaolin (Al2(OH)4Si2O5) aus Kankara, Katsina State, Nigeria kritt.Kaliumsilikat gëtt als Bindemëttel benotzt, et gëtt aus Indien kritt.
Wéi an der Tabell 1 gewisen, goufen d'Bestanddeelsoxide onofhängeg op engem digitale Balance gewien.Et gouf duerno mat engem Kaliumsilikatbinder (23% vum Gewiicht) an engem elektresche Mischer (Modell: 641-048) vun Indian Steel and Wire Products Ltd (ISWP) fir 30 Minutten gemëscht fir eng homogen semi-fest Paste ze kréien.De naass gemëschte Flux gëtt an eng zylindresch Form vun der Briquetéierungsmaschinn gedréckt an an d'Extrusiounskammer bei engem Drock vun 80 bis 100 kg / cm2 gefüttert, a vun der Drotfudderkammer gëtt an den 3,15 mm Duerchmiesser Edelstahl-Draadextruder gefüttert.De Flux gëtt duerch e Düse / Stierfsystem gefüttert an an den Extruder injizéiert fir d'Elektroden ze extrudéieren.En Ofdeckungsfaktor vun 1,70 mm gouf kritt, wou den Ofdeckungsfaktor definéiert ass als de Verhältnis vum Elektroden Duerchmiesser zum Strang Duerchmiesser.Duerno goufen d'beschichtete Elektroden 24 Stonnen an der Loft getrocknt an duerno an engem Muffelofen (Modell PH-248-0571/5448) bei 150-250 °C \(-\) fir 2 Stonnen kalzinéiert.Benotzt d'Equatioun fir d'Alkalinitéit vum Flux ze berechnen.(1) 26;
D'thermesch Stabilitéit vun Flux Echantillon vun Kompositioune E1 an E2 war mat thermogravimetric Analyse (TGA) bestëmmt.Eng Probe vu ongeféier 25,33 mg Flux gouf an den TGA fir Analyse gelueden.D'Experimenter goufen an engem inert Medium duerchgefouert duerch eng kontinuéierlech Flux vun N2 mat enger Vitesse vun 60 ml / min.D'Probe gouf vun 30 ° C bis 1000 ° C erhëtzt bei enger Heizgeschwindegkeet vun 10 ° C / min.No de Methoden ernimmt vum Wang et al.27, Xu et al.28 an Dagwa et al.29, thermesch Zersetzung a Gewiichtsverloscht vun de Echantillon bei bestëmmten Temperaturen goufen aus TGA Diagrammen bewäert.
Prozess zwee 300 x 60 x 6 mm DSS Placke fir d'Lötung ze preparéieren.D'V-Groove gouf mat engem 3mm Root Spalt, 2mm Root Lach an engem 60 ° Groove Wénkel entworf.D'Plack gouf duerno mat Aceton gespullt fir méiglech Verschmotzungen ze entfernen.Schweißen d'Placke mat engem geschützte Metal Arc Welder (SMAW) mat Direktstroumelektrode positiv Polaritéit (DCEP) mat Beschichtete Elektroden (E1 an E2) an enger Referenzelektrode (C) mat engem Duerchmiesser vun 3,15 mm.Elektresch Entladungsmachining (EDM) (Modell: Excetek-V400) gouf benotzt fir geschweißte Stahlexemplare fir mechanesch Tester a Korrosiounskarakteriséierung ze bearbeen.Dësch 2 weist d'Beispill Code an Beschreiwung, an Dësch 3 weist déi verschidde Schweess Betribssystemer Parameteren benotzt der DSS Verwaltungsrot ze Schweess.Equatioun (2) gëtt benotzt fir déi entspriechend Hëtztinput ze berechnen.
Mat engem Bruker Q8 MAGELLAN opteschen Emissiounsspektrometer (OES) mat enger Wellelängt vun 110 bis 800 nm a SQL Datebank Software, gouf d'chemesch Zesummesetzung vu Schweißverbindunge vun Elektroden E1, E2 a C, souwéi Proben vum Basismetall, bestëmmt.benotzt de Spalt tëscht der Elektrode an der Metallprobe ënner Test Generéiert elektresch Energie a Form vun engem Funken.Eng Probe vun de Komponente gëtt verdampft a gesprayt, gefollegt vun der Atomexcitatioun, déi duerno e spezifescht Linnespektrum31 emittéiert.Fir qualitativ Analyse vun der Probe moosst de Photomultiplikatorröhre d'Präsenz vun engem speziellen Spektrum fir all Element, souwéi d'Intensitéit vum Spektrum.Benotzt dann d'Gleichung fir déi gläichwäerteg Pittingresistenznummer (PREN) ze berechnen.(3) Verhältnis 32 an de WRC 1992 Staatsdiagramm gi benotzt fir d'Chrom- an Nickel-Äquivalenten (Creq an Nieq) aus den Equatiounen ze berechnen.(4) an (5) sinn 33 respektiv 34;
Bedenkt datt PREN nëmmen de positiven Impakt vun den dräi Haaptelementer Cr, Mo an N berücksichtegt, während de Stickstofffaktor x am Beräich vun 16-30 ass.Typesch gëtt x aus der Lëscht vun 16, 20 oder 30 ausgewielt. An der Fuerschung iwwer Duplex Edelstahl gëtt e Mëttelwäert vun 20 am meeschten benotzt fir PREN35,36 Wäerter ze berechnen.
Geschweest Gelenker, déi mat verschiddene Elektroden gemaach goufen, goufen op enger universeller Testmaschinn (Instron 8800 UTM) mat enger Belaaschtungsrate vun 0,5 mm / min am Aklang mat ASTM E8-21 getest.Tensile Stäerkt (UTS), 0,2% Schéier Ausbezuele Kraaft (YS), an elongation sech no ASTM E8-2137 berechent.
DSS 2205-Schweißen goufen als éischt gemoolt a poléiert mat verschiddene Gritgréissten (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 an 1200) virum Hardnessanalyse.Geschweest Exemplare goufen mat Elektroden E1, E2 a C. Hardness gëtt op zéng (10) Punkte vum Zentrum vun der Schweess bis zum Basismetall mat engem Intervall vun 1 mm gemooss.
Röntgendiffraktometer (D8 Discover, Bruker, Däitschland) konfiguréiert mat Bruker XRD Commander Software fir Datensammlung a Fe-gefiltert Cu-K-α Stralung mat enger Energie vun 8,04 keV entspriechend enger Wellelängt vun 1,5406 Å an enger Scanrate vun 3 ° Scan Beräich (2θ) min-1 ass 38 ze 103 ° fir Phase Analyse mat E1, E2 an C an BM Elektroden präsent an DSS Schweess.D'Rietveld Verfeinerungsmethod gouf benotzt fir d'Bestanddeelphasen ze indexéieren mat der MAUD Software beschriwwen vum Lutterotti39.Baséierend op ASTM E1245-03, gouf eng quantitativ metallographesch Analyse vu mikroskopesche Biller vun de Schweißgelenk vun den Elektroden E1, E2 a C mat der Image J40 Software duerchgefouert.D'Resultater vun der Berechnung vum Volumenfraktioun vun der ferrit-austenitescher Phase, hiren Duerchschnëttswäert an Ofwäichung ginn an der Tabell uginn.5. Wéi an der Proufkonfiguratioun an der Fig.6d, optesch Mikroskopie (OM) Analyse gouf op PM a verschweißte Gelenker mat Elektroden E1 an E2 gemaach fir d'Morphologie vun de Proben ze studéieren.D'Proben goufen mat 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, an 2000 Grit Silicon Carbide (SiC) Sandpapier poléiert.D'Proben goufen dann an enger 10% wässerlecher Oxalsäure-Léisung bei Raumtemperatur bei Spannung vu 5 V fir 10 s elektrolytesch geätzt an op engem LEICA DM 2500 M opteschen Mikroskop fir morphologesch Charakteriséierung gesat.Weider Polieren vun der Probe gouf mat 2500 Grit Silicon Carbide (SiC) Pabeier fir SEM-BSE Analyse gemaach.Zousätzlech goufen déi verschweißte Gelenker fir Mikrostruktur iwwerpréift mat engem ultra-héichopléisende Feldemissiounsscanning Elektronenmikroskop (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) mat engem EMF ausgestatt.Eng 20 × 10 × 6 mm Probe gouf mat verschiddene SiC Sandpapiere mat der Gréisst vun 120 bis 2500. montéiert op engem Probehalter, deen an der SEM-Kammer läit, fir Proben ze analyséieren nodeems se d'Kammer mat Stickstoff spülen.En Elektronenstrahl generéiert vun engem gehëtzten Wolfram Filament schaaft e Gitter op der Probe fir Biller bei verschiddene Vergréisserungen ze produzéieren, an EMF Resultater goufen mat de Methode vu Roche et al kritt.41 an Mokobi 42.
Eng elektrochemesch potentiodynamesch Polariséierungsmethod no ASTM G59-9743 an ASTM G5-1444 gouf benotzt fir d'Degradatiounspotenzial vun DSS 2205 Placken ze evaluéieren, déi mat E1, E2 a C Elektroden an engem 3,5% NaCl Ëmfeld geschweest goufen.Electrochemical Tester goufen mat engem Computer-kontrolléiert Potentiostat-Galvanostat / ZRA Apparat gesuergt (Modell: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Elektrochemesch Tester goufen op enger Dräi-Elektrode-Test-Setup duerchgefouert: DSS 2205 als Aarbechtselektrode, gesättigte Kalomelelektrode (SCE) als Referenzelektrode a Graphitstab als Konterelektrode.D'Messunge goufen mat enger elektrochemescher Zell duerchgefouert, an där d'Aktiounsberäich vun der Léisung d'Gebitt vun der Aarbechtselektrode 0,78 cm2 war.Miessunge goufen tëscht -1,0 V bis +1,6 V Potenzialer op engem pre-stabiliséiert OCP (relativ zu OCP) bei engem Scan Taux vun 1,0 mV / s gemaach.
Elektrochemesch Pitting kritesch Temperaturtester goufen an 3,5% NaCl duerchgefouert fir d'Pittresistenz vu Schweißen mat E1, E2 a C Elektroden ze evaluéieren.kloer op de Pitting Potential am PB (tëscht de passiven an transpassive Regiounen), a geschweißte Exemplare mat E1, E2, Elektroden C. Dofir ginn CPT-Messungen gemaach fir de Pittingpotenzial vu Schweißverbrauchsmaterial präzis ze bestëmmen.CPT Testen gouf am Aklang mat Duplex STAINLESS Stol Weld Reports45 an ASTM G150-1846 gehaal.Aus jiddereng vun de geschweeste Stähle (S-110A, E1-110A, E2-90A) goufen Proben mat enger Fläch vun 1 cm2 geschnidden, dorënner d'Basis, d'Schweiß an d'HAZ Zonen.D'Probe goufen poléiert mat Sandpapier an enger 1 µm Aluminiumoxid-Pulver-Schlämmung am Aklang mat Standard metallographesche Probepräparatiounsprozeduren.Nom Polieren goufen d'Proben ultraschall an Aceton fir 2 min gebotzt.Eng 3,5% NaCl Testléisung gouf an d'CPT Testzelle bäigefüügt an d'initial Temperatur gouf op 25 ° C mat engem Thermostat (Neslab RTE-111) ugepasst.Nodeems d'initial Testtemperatur vun 25 ° C erreecht gouf, gouf den Ar Gas fir 15 min geblosen, duerno goufen d'Proben an d'Zelle gesat, an d'OCF gouf fir 15 min gemooss.D'Probe gouf dunn polariséiert andeems d'Spannung vun 0,3 V bei enger initialer Temperatur vu 25 ° C applizéiert gëtt, an de Stroum gouf fir 10 min45 gemooss.Fänkt d'Léisung mat enger Geschwindegkeet vun 1 °C / min op 50 °C ze heizen.Wärend der Heizung vun der Testléisung gëtt den Temperatursensor benotzt fir d'Temperatur vun der Léisung kontinuéierlech ze iwwerwaachen an d'Zäit an d'Temperaturdaten ze späicheren, an de Potentiostat / Galvanostat gëtt benotzt fir de Stroum ze moossen.Eng GRAPHITE Elektrode gouf als Konterelektrode benotzt, an all Potenzialer goufen relativ zu der Ag / AgCl Referenzelektrode gemooss.Argon Purge gouf am ganzen Test gemaach.
Op Fig.1 weist d'Zesummesetzung (a Gewiicht Prozent) vun de Flux Komponenten F1 an F2 benotzt fir d'Produktioun vun alkalesche (E1) an sauerem (E2) Elektroden, respektiv.De Flux Basicity Index gëtt benotzt fir d'mechanesch a metallurgesch Eegeschafte vu geschweißte Gelenker virauszesoen.F1 ass de Bestanddeel vum Flux deen benotzt gëtt fir d'E1 Elektroden ze beschichten, deen alkalesche Flux genannt gëtt well säi Basisindex > 1,2 (dh 2,40) ass, a F2 ass de Flux deen benotzt gëtt fir d'E2 Elektroden ze beschichten, Sauer Flux genannt wéinst senger Basisitéit Index < 0,9 (dh 2,40).0,40).Et ass kloer datt Elektroden, déi mat Basisflux beschichtet sinn, an de meeschte Fäll besser mechanesch Eegeschaften hunn wéi Elektroden, déi mat sauerem Flux beschichtet sinn.Dës Charakteristik ass eng Funktioun vun der Dominanz vum Basisoxid am Fluxkompositiounssystem fir Elektroden E1.Am Géigendeel, d'Schlackentfernung (Trennbarkeet) an d'niddereg Spatter observéiert a Gelenker, déi mat E2 Elektroden verschweißt sinn, sinn charakteristesch fir Elektroden mat enger sauer Fluxbeschichtung mat engem héijen Inhalt vu Rutil.Dës Beobachtung ass konsequent mat de Befunde vum Gill47 datt den Effekt vum Rutilgehalt op Schlackentfernung an déi geréng Spatzen vu Säureflux-beschichtete Elektroden zum schnelle Schlackafréiere bäidréit.Kaolin am Flux System benotzt Elektroden E1 an E2 ze Mantel gouf als Schmierstoff benotzt, an Talkpulver verbessert der extrudability vun der Elektroden.Kaliumsilikatbinder a Fluxsystemer bäidroen zu enger besserer Bogentzündung a Performancestabilitéit, an zousätzlech zu hire Klebstoffeigenschaften verbesseren d'Schlacktrennung a verschweißte Produkter.Zënter CaCO3 ass en Netzbriecher (Schlackbriecher) am Flux a tendéiert vill Damp beim Schweißen ze generéieren wéinst thermescher Zersetzung an CaO an ongeféier 44% CO2, TiO2 (als Netzbauer / Schlackformer) hëlleft de Betrag ze reduzéieren Damp beim Schweißen.Schweess an domat slag detachability verbesseren wéi vun Jing et al.48 proposéiert.Fluor Flux (CaF2) ass e chemesch aggressive Flux deen d'Lötreinheet verbessert.Jastrzębska et al.49 huet den Effekt vun der Fluorid Zesummesetzung vun dëser Flux Zesummesetzung op d'Schweißreinigkeetseigenschaften gemellt.Typesch gëtt de Flux an d'Schweißberäich bäigefüügt fir d'Boogstabilitéit ze verbesseren, Legierungselementer ze addéieren, Schlacken opzebauen, d'Produktivitéit ze erhéijen an d'Qualitéit vum Schweesspool 50 ze verbesseren.
D'TGA-DTG Kéiren gewisen an Fig.2a an 2b weisen en Dräi-Etapp Gewiichtsverloscht bei Erwiermung am Temperaturberäich vun 30-1000°C an enger Stickstoffatmosphär.D'Resultater an de Figuren 2a a b weisen datt fir Basis- a sauer Flux-Proben d'TGA-Kurve riicht erof fällt bis se endlech parallel zu der Temperaturachs gëtt, ëm 866,49°C respektiv 849,10°C.Gewiichtsverloscht vun 1,30% an 0,81% am Ufank vun den TGA-Kurven an der Fig.D'Haaptdekompositioune vu Proben vum Haaptflux an der zweeter an drëtter Stuf an der Fig.2a geschitt an den Temperaturberäicher 619,45°C-766,36°C an 766,36°C-866,49°C, an de Prozentsaz vun hirem Gewiichtsverloscht war 2,84 an 9,48%., respektiv.Iwwerdeems fir de sauerem Flux Echantillon an der Fig. thermesch Zersetzung.Zënter datt d'Fluxkomponenten anorganesch sinn, sinn d'flüchteg Substanzen limitéiert op d'Fluxmëschung.Dofir sinn Reduktioun an Oxidatioun schrecklech.Dëst ass konsequent mat de Resultater vu Balogun et al.51, Kamli et al.52 an Adeleke et al.53.D'Zomm vum Masseverloscht vun der Fluxprobe observéiert an der Fig.2a an 2b sinn 13,26% respektiv 8,43%.Manner Masseverloscht vu Fluxproben op Fig.2b ass wéinst den héije Schmelzpunkte vun TiO2 a SiO2 (respektiv 1843 an 1710 ° C) als Haaptoxide, déi d'Fluxmëschung ausmaachen54,55, wärend TiO2 a SiO2 méi niddereg Schmelzpunkten hunn.Schmelzpunkt Primäroxid: CaCO3 (825 °C) an der Fluxprobe op Fig.2 a56.Dës Ännerungen am Schmelzpunkt vun primären Oxiden an Fluxmëschungen si gutt gemellt vu Shi et al.54, Ringdalen et al.55 an Du et al.56.Beobachtet kontinuéierlech Gewiichtsverloscht an der Fig.D'Temperaturberäich vum Prozess kann aus den Derivatekurven (wt%) an der Fig.2a a b.Zënter datt d'TGA-Kurve d'spezifesch Temperatur net präzis beschreiwe kann, bei där de Fluxsystem d'Phaseännerung an d'Kristalliséierung erliewt, gëtt d'TGA-Derivat benotzt fir de genauen Temperaturwäert vun all Phänomen (Phaseännerung) als endotherme Peak ze bestëmmen fir de Fluxsystem ze preparéieren.
TGA-DTG Kéiren weisen thermesch Zersetzung vun (a) alkalesche Flux fir E1 Elektroden Beschichtung an (b) sauerem Flux fir E2 Elektroden Beschichtung.
Table 4 weist d'Resultater vun spectrophotometric Analyse an SEM-EDS Analyse vun DSS 2205 Basis Metal a Schweess gemaach mat E1, E2 an C Elektroden.E1 an E2 weisen datt den Inhalt vu Chrom (Cr) staark erofgaang ass op 18,94 an 17,04%, an den Inhalt vu Molybdän (Mo) war 0,06 respektiv 0,08%.d'Wäerter vu Schweißen mat Elektroden E1 an E2 si méi niddereg.Dëst ass liicht am Aklang mam berechent PREN Wäert fir d'ferritesch-austenitesch Phase vun der SEM-EDS Analyse.Dofir kann et gesi ginn datt d'Pittung op der Bühn mat nidderegen PREN-Wäerter (Schweißen vun E1 an E2) ufänkt, am Prinzip wéi an der Tabell 4 beschriwwen.Duerno gëtt d'Reduktioun vum Inhalt vu Cr a Mo Legierungselementer a Schweißen produzéiert mat Elektroden E1 an E2 an hir niddereg Pitting-Äquivalentwäerter (PREN) an der Tabell 4 gewisen, wat e Problem schaaft fir d'Resistenz an aggressiven Ëmfeld z'erhalen, besonnesch an chloride Ëmfeld.- enthalen Ëmfeld.De relativ héije Néckel (Ni) Inhalt vun 11,14% an der zulässlech Limite vun Mangan Inhalt an de geschweißte Gelenker vun der E1 an E2 Elektroden hu vläicht e positiven Effekt op d'mechanesch Eegeschafte vun Welds benotzt an Konditiounen Simulatioun Mier Waasser (Fig. 3) ).goufen gemaach mat der Aarbecht vun Yuan an Oy58 an Jing et al.48 op den Effet vun héich Néckel a Mangan Kompositioune op d'Verbesserung vun der mechanesch Eegeschafte vun DSS geschweißte Strukturen ënner schwéieren Betribssystemer Konditiounen.
Tensile Test Resultater fir (a) UTS an 0,2% sag YS an (b) eenheetlech a voll elongation an hir Standard deviations.
D'Kraafteigenschaften vum Basismaterial (BM) a verschweißte Gelenker aus den entwéckelten Elektroden (E1 an E2) an enger kommerziell verfügbarer Elektrode (C) goufen op zwou verschidde Schweessstroum vun 90 A an 110 A bewäert. 3(a) an (b) weisen UTS, YS mat 0,2% Offset, zesumme mat hire elongation an Standard deviation Daten.D'UTS an d'YS Offset Resultater vun 0,2% kritt aus Fig.3a weisen déi optimal Wäerter fir Probe Nr.1 (BM), Probe Nr.3 (Schweiß E1), Probe Nr.5 (Schweiß E2) und Probe Nr.6 (Schweißen mat C) sinn 878 an 616 MPa, 732 an 497 MPa, 687 an 461 MPa respektiv 769 an 549 MPa, an hir jeweileg Standardabweichungen.Aus Fig.110 A) sinn Echantillon nummeréiert 1, 2, 3, 6 an 7, respektiv, mat minimum recommandéiert tensile Eegeschafte vun iwwerschësseg 450 MPa an tensile Test an 620 MPa tensile Test proposéiert vun Grocki32.D'Verlängerung vu Schweißexemplare mat Elektroden E1, E2 a C, representéiert duerch Proben Nr 2, Nr 3, Nr 4, Nr 5, Nr 6 an Nr 7, bei Schweessstroum vun 90 A an 110 A, bzw., reflektéiert plasticity an Éierlechkeet.Relatioun zu Basis Metaller.Déi ënnescht Verlängerung gouf duerch méiglech Schweessfehler oder d'Zesummesetzung vum Elektrodenflux erkläert (Fig. 3b).Et kann ofgeschloss ginn, datt BM Duplex STAINLESS Stol a geschweißte Gelenker mat E1, E2 an C Elektroden am Allgemengen hunn wesentlech méi héich tensile Eegeschafte wéinst hirem relativ héich Néckel Inhalt (Table 4), mä dës Propriétéit war an geschweißte Gelenker observéiert.Manner effektiv E2 gëtt aus der sauer Zesummesetzung vum Flux kritt.Gunn59 huet den Effet vun Nickellegierungen op d'Verbesserung vun de mechanesche Eegeschafte vu verschweißte Gelenker bewisen an d'Phasequiliber an d'Elementverdeelung ze kontrolléieren.Dëst bestätegt erëm d'Tatsaach, datt Elektroden aus Basis Flux Kompositioune besser mechanesch Eegeschafte wéi Elektroden aus sauerem Flux Mëschungen gemaach hunn, wéi proposéiert vun Bang et al.60.Also ass e wesentleche Bäitrag zum existente Wëssen iwwer d'Eegeschafte vum verschweißten Gelenk vun der neier Beschichtete Elektrode (E1) mat gudde Spannungseigenschaften gemaach.
Op Fig.Figuren 4a an 4b weisen d'Vickers microhardness Charakteristiken vun experimentell Echantillon vun geschweißte Gelenker vun Elektroden E1, E2 an C. 4a weist der hardness Resultater vun enger Richtung vun der Prouf kritt (vu WZ zu BM), an Fig.4b weist d'Härheetsresultater op béide Säiten vun der Probe kritt.D'Häertwäerter, déi während dem Schweißen vun de Proben Nummer 2, 3, 4 a 5 kritt ginn, déi verschweißte Gelenker mat Elektroden E1 an E2 sinn, kënnen duerch d'grof-grained Struktur während der Verstäerkung an de Schweesszyklen sinn.Eng schaarf Erhéijung vun der Härtheet gouf souwuel am grober-grained HAZ an am fein-grained HAZ vun alle Proben Nr. d'Schweißen als Resultat vu Chrom-Schweißproben sinn reich an Emissiounen (Cr23C6).Am Verglach mat anere Schweißproben 2, 3, 4 a 5 sinn d'Häertwäerter vun de geschweißten Gelenker vun de Proben Nr 6 a 7 an Fig.4a an 4b uewen (Table 2).Laut Mohammed et al.61 an Nowacki a Lukoje62, kann dëst wéinst dem héije Ferrit δ Wäert an induzéiert Reschtspannungen an der Schweess sinn, wéi och Ausarmung vun Legierungselementer wéi Mo a Cr an der Schweess.D'Häertwäerter vun all considéréiert experimentell Echantillon am Beräich vun BM schéngen konsequent ze sinn.Den Trend an de Resultater vun der Hardnessanalyse vu geschweißten Exemplare entsprécht de Conclusiounen vun anere Fuerscher61,63,64.
Hardness Wäerter vun geschweißte Gelenker vun DSS Exemplare (a) Hallefschnëtt vu geschweißte Exemplare an (b) Voll Sektioun vu geschweißte Gelenker.
Déi verschidde Phasen, déi am verschweißten DSS 2205 mat E1, E2 a C Elektroden präsent sinn, goufen kritt an d'XRD Spektre fir den Diffraktiounswinkel 2\(\theta\) sinn an der Fig. 5. Peaks vun Austenit (\(\gamma\) ) a Ferrit (\(\alpha\)) Phasen goufen bei Diffraktiounswinkelen vun 43° an 44° identifizéiert, wat schlussendlech bestätegt datt d'Schweißkompositioun zwee-Phase 65 Edelstol ass.datt DSS BM weist nëmmen austenitic (\ (\ gamma \)) an ferritic (\ (\ alpha \)) Phasen, confirméiert der microstructural Resultater presentéiert an Figuren 1 an 2. 6c, 7c an 9c.D'ferritesch (\(\alpha\)) Phase, déi mat DSS BM observéiert gëtt an den héije Peak an der Schweess op d'Elektrode C sinn indikativ fir seng Korrosiounsbeständegkeet, well dës Phase zielt fir d'Korrosiounsbeständegkeet vum Stol ze erhéijen, wéi Davison a Redmond66 hunn gesot, d'Präsenz vun Ferrit stabiliséierend Elementer, wéi Cr a Mo, stabiliséiert effektiv de passive Film vum Material an chloridhaltege Ëmfeld.Tabell 5 weist d'ferrit-austenitesch Phase duerch quantitativ Metallographie.De Verhältnis vun der Volumenfraktioun vun der ferrit-austenitescher Phase an de verschweißten Gelenker vun der Elektrode C gëtt ongeféier erreecht (≈1: 1).Déi niddereg Ferrit (\(\alpha\)) Phasekompositioun vu Schweißen mat E1 an E2 Elektroden an de Volumenfraktiounsresultater (Table 5) weist eng méiglech Sensibilitéit fir e korrosivt Ëmfeld un, wat duerch elektrochemesch Analyse bestätegt gouf.bestätegt (Fig. 10a, b)), well d'Ferritphase héich Kraaft a Schutz géint Chlor-induzéiert Stresskorrosiounsrëss gëtt.Dëst gëtt weider bestätegt duerch déi niddreg Härtewäerter, déi an de Schweißen vun den Elektroden E1 an E2 an der Fig.4a,b, déi duerch den nidderegen Undeel vu Ferrit an der Stolstruktur verursaacht ginn (Table 5).D'Präsenz vun onbalancéierten austeniteschen (\(\gamma\)) a ferritesch (\(\alpha\)) Phasen a geschweißten Gelenker mat E2 Elektroden weist d'tatsächlech Schwachstelle vu Stol fir eenheetlech Korrosiounsattack un.Am Géigendeel, d'XPA Spektrum vun zwee-Phase Stähle vu geschweißte Gelenker mat E1 a C Elektroden, zesumme mat de Resultater vum BM, weisen normalerweis d'Präsenz vun austeniteschen a ferriteschen Stabiliséierungselementer un, wat d'Material am Bau an der petrochemescher Industrie nëtzlech mécht. , well argumentéiert Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant et al.67.
Optesch Mikrographe vu verschweißte Gelenker vun E1 Elektroden mat verschiddene Schweessgeometrien: (a) HAZ déi d'Fusiounslinn weist, (b) HAZ déi d'Fusiounslinn bei méi héijer Vergréisserung weist, (c) BM fir d'ferritesch-austenitesch Phase, (d) Schweessgeometrie , ( e) Weist d'Iwwergangszon an der Géigend, (f) HAZ weist d'ferritesch-austenitesch Phase bei méi héijer Vergréisserung, (g) Weld Zone weist d'ferritesch-austenitesch Phase Tensile Phase.
Optesch Mikrographe vun E2 Elektroden Schweißen a verschiddene Schweessgeometrien: (a) HAZ déi d'Fusiounslinn weist, (b) HAZ déi d'Fusiounslinn bei méi héijer Vergréisserung weist, (c) BM fir d'ferritesch-austenitesch Bulkphase, (d) Schweessgeometrie, (e) ) d'Iwwergangszon an der Géigend ze weisen, (f) HAZ déi d'ferritesch-austenitesch Phase bei méi héijer Vergréisserung weist, (g) Schweesszone déi d'ferritesch-austenitesch Phase weist.
Figuren 6a-c an, zum Beispill, weisen d'metallographesch Struktur vun DSS Gelenker geschweest mat enger E1 Elektrode bei verschiddene Schweessgeometrien (Figur 6d), wat beweist wou d'optesch Mikrographe bei verschiddene Vergréisserungen geholl goufen.Op Fig.6a, b, f - Iwwergangszonen vu geschweißten Gelenker, déi d'Phase-Gläichgewiicht Struktur vu Ferrit-Austenit demonstréieren.Figuren 7a-c a zum Beispill weisen och den OM vun engem DSS Gelenk geschweest mat enger E2 Elektrode bei verschiddene Schweessgeometrien (Figur 7d), representéiert d'OM Analysepunkte bei verschiddene Vergréisserungen.Op Fig.7a,b,f weisen d'Iwwergangszon vun engem verschweißten Gelenk am ferriteschen-austenitesche Gläichgewiicht.OM an der Schweesszone (WZ) gëtt an der Fig.1 a fig.2. Welds fir Elektroden E1 an E2 6g respektiv 7g.OM op BM gëtt an Figuren 1 an 2. An Fig.6c, e an 7c, e weisen de Fall vu geschweißten Gelenker mat Elektroden E1 respektiv E2.D'Liichtgebitt ass d'Austenitphase an dat donkel schwaarzt Gebitt ass d'Ferritphase.Phase Gläichgewiicht an der Hëtzt-betraff Zone (HAZ) bei der Fusioun Linn uginn d'Bildung vun Cr2N Nidderschlag, wéi an der SEM-BSE micrographs zu Fig.8a,b a bestätegt an der Fig.9 a,b.D'Präsenz vu Cr2N observéiert an der Ferritphase vun de Proben an Fig.8a, b a confirméiert vun SEM-EMF Punkt Analyse an EMF Linn Diagrammer vun geschweißte Deeler (Fig. 9a-b), ass wéinst der méi héich Schweess Hëtzt Temperatur.D'Zirkulatioun beschleunegt d'Aféierung vu Chrom a Stickstoff, well d'Héichtemperatur an der Schweess erhéicht den Diffusiounskoeffizient vu Stickstoff.Dës Resultater ënnerstëtzen Studien vu Ramirez et al.68 an Herenyu et al.69, déi weisen datt, onofhängeg vum Stickstoffgehalt, Cr2N normalerweis op Ferritkären, Getreidegrenzen an α/\(\gamma\) Grenzen deposéiert gëtt, wéi och proposéiert vun aner Fuerscher.70,71.
(a) Spot SEM-EMF Analyse (1, 2 an 3) vun engem geschweißte Gelenk mat E2;
D'Uewerfläch Morphologie vun representativ Echantillon an hir entspriechend EMFs sinn an Lalumi gewisen.10 bis c.Op Fig.Figuren 10a an 10b weisen SEM micrographs an hir EMF Spektrum vun geschweißte Gelenker benotzt Elektroden E1 an E2 an der Schweess Zone, respektiv, an Fig.10c weist SEM Mikrographen an EMF Spektrum vun OM mat Austenit (\(\gamma\)) a Ferrit (\(\alpha\)) Phasen ouni Ausfäll.Wéi am EDS Spektrum an der Fig. 10a gewisen, gëtt de Prozentsaz vu Cr (21,69 wt.%) a Mo (2.65 wt.%) am Verglach zu 6,25 wt.% Ni e Sënn vun der entspriechender Gläichgewiicht vun der ferrit-austenitescher Phase.Mikrostruktur mat enger héijer Reduktioun vum Inhalt vu Chrom (15,97 Wt.%) a Molybdän (1.06 Wt.%) am Verglach mat engem héije Néckelgehalt (10.08 Wt.%) an der Mikrostruktur vum verschweißte Gelenk vun der Elektrode E2, gewisen an fig.1. Vergläichen.EMF Spektrum 10b.D'acicular Form mat fein-grained austenitic Struktur gesinn an der WZ an Fig.10b bestätegt d'méiglech Verarmung vun de ferritiséierende Elementer (Cr a Mo) am Schweißen an d'Ausfällung vu Chromnitrid (Cr2N) - déi austenitesch Phase.D'Verdeelung vun Nidderschlagspartikelen laanscht d'Grenze vun der austenitescher (\(\gamma\)) a ferritesch (\(\alpha\)) Phase vun DSS-Schweißgelenk bestätegt dës Ausso72,73,74.Dëst féiert och zu senger schlechter Korrosiounsleistung, well Cr als Haaptelement fir eng Form vu passive Film ugesi gëtt, deen d'lokal Korrosiounsbeständegkeet vu Steel59,75 verbessert wéi an der Figur 10b.Et kann gesi ginn datt de BM an der SEM Mikrograph an der Fig.%) gutt chemesch Eegeschaften.%) als wichtegt Legierungselement fir d'Gläichgewiichtsmikrostruktur vun der ferrit-austenitescher Phase vun der DSS76 Struktur ze kontrolléieren.D'Resultater vun der Kompositioun EMF spektroskopesch Analyse vun de verschweißte Gelenker vun der E1 Elektrode berechtegen hir Notzung an der Konstruktioun a liicht aggressiv Ëmfeld, well d'Austenitformer an d'Ferritstabilisatoren an der Mikrostruktur entspriechen dem DSS AISI 220541.72 Standard fir verschweißte Gelenker, 77.
SEM Mikrographe vu geschweißten Gelenker, wou (a) Elektrode E1 vun der Schweesszone en EMF Spektrum huet, (b) Elektrode E2 vun der Schweesszone en EMF Spektrum huet, (c) OM en EMF Spektrum huet.
An der Praxis gouf beobachtet datt DSS-Schweißen an engem voll ferriteschen (F-Modus) Modus festleeën, mat austenitkären, déi ënner der ferritescher Solvustemperatur nukleéieren, déi haaptsächlech vum Chrom-Nickel-Äquivalentverhältnis (Creq/Nieq) ofhängeg ass (> 1,95 besteet Modus F) Verschidde Fuerscher hunn dësen Effekt vum Stol gemierkt wéinst der staarker diffuséierender Fäegkeet vu Cr a Mo als ferritbildend Elementer an der Ferritphase8078,79.Et ass kloer datt DSS 2205 BM eng héich Quantitéit vu Cr a Mo enthält (méi héich Creq weist), awer e méi nidderegen Ni Inhalt huet wéi d'Schweiß mat E1, E2 a C Elektroden, wat zu engem méi héije Creq / Nieq Verhältnis bäidréit.Dëst ass och evident an der aktueller Etude, wéi an der Tabell 4 gewisen, wou de Creq/Nieq Verhältnis fir DSS 2205 BM iwwer 1.95 bestëmmt gouf.Et kann gesi ginn datt d'Schweiße mat Elektroden E1, E2 a C am austeniteschen-ferritesche Modus (AF-Modus), austenitesche Modus (A-Modus) a ferritesch-austenitesche Modus, respektiv, wéinst dem méi héijen Inhalt vum Bulk-Modus (FA Modus) härden. .), wéi an der Tabell 4 gewisen, ass den Inhalt vun Ni, Cr a Mo am Schweess manner, wat beweist datt de Creq/Nieq Verhältnis méi niddereg ass wéi dee vum BM.De primäre Ferrit an den E2 Elektrodenschweißen hat eng vermikulär Ferritmorphologie an de bestëmmte Creq/Nieq Verhältnis war 1,20 wéi an Table 4 beschriwwen.
Op Fig.11a weist Open Circuit Potential (OCP) versus Zäit fir eng AISI DSS 2205 Stol Struktur an 3,5% NaCl Léisung.Et kann gesi ginn datt d'ORP-Kurve sech op e méi positiven Potenzial verännert, wat d'Erscheinung vun engem passive Film op der Uewerfläch vun der Metallprobe beweist, e Réckgang am Potenzial weist generaliséiert Korrosioun un, an e bal konstante Potenzial iwwer Zäit weist d'Bildung vun engem passiv Film iwwer Zäit., D'Uewerfläch vun der Probe ass stabil an huet e Sticky 77. D'Kéiren weisen d'experimentell Substrate ënner stabile Konditioune fir all Proben an engem Elektrolyt mat 3,5% NaCl-Léisung, mat Ausnam vun der Probe 7 (Schweißverbindung mat C-Elektrode), déi wéineg Instabilitéit weist.Dës Onstabilitéit kann mat der Präsenz vu Chloridionen (Cl-) an der Léisung verglach ginn, wat d'Korrosiounsreaktioun staark beschleunegt kann, an doduerch de Grad vun der Korrosioun erhéijen.Observatioune während OCP Scannen ouni applizéiert Potenzial weisen datt Cl an der Reaktioun d'Resistenz an d'thermodynamesch Stabilitéit vun de Proben an aggressiven Ëmfeld beaflosse kann.Ma et al.81; Lotho et al.5 bestätegt d'Fuerderung datt Cl- eng Roll spillt fir d'Degradatioun vu passive Filmer op Substrate ze beschleunegen, an doduerch zu weidere Verschleiung bäidroen.
Elektrochemesch Analyse vun de studéierte Proben: (a) Evolutioun vun der RSD ofhängeg vun der Zäit an (b) potentiodynamesch Polariséierung vun de Proben an 3,5% NaCl Léisung.
Op Fig.11b stellt eng komparativ Analyse vun de potentiodynamesche Polarisatiounskurven (PPC) vu verschweißte Gelenker vun Elektroden E1, E2 a C ënner dem Afloss vun enger 3,5% NaCl Léisung.Geschweest BM Proben an PPC an 3,5% NaCl Léisung weisen passiv Verhalen.Table 5 weist d'elektrochemesch Analyseparameter vun de Proben, déi aus de PPC-Kéiren kritt goufen, wéi Ecorr (Korrosiounspotenzial) an Epit (Pitting-Korrosiounspotenzial) an hir assoziéiert Ofwäichungen.Am Verglach mat anere Proben Nr. ).Déi méi héich passivéierend Eegeschafte vun der fréierer am Verglach zu der leschter sinn wéinst der Gläichgewiicht vun der mikrostruktureller Zesummesetzung vum Stol (austenitesch a ferritesch Phasen) an der Konzentratioun vun Legierungselementer.Wéinst der Präsenz vu Ferrit an austenitesche Phasen an der Mikrostruktur, Resendea et al.82 ënnerstëtzt de passive Verhalen vun DSS an aggressive Medien.Déi niddreg Leeschtung vu Proben, déi mat E1- an E2-Elektroden geschweest ginn, kënne mat der Verarmung vun den Haaptlegierungselementer, wéi Cr a Mo, an der Schweesszone (WZ) verbonne sinn, well se d'Ferritphase (Cr a Mo) stabiliséieren, handelen als passivators Legierungen an der austenitescher Phase vun oxidéiert Stol.Den Effekt vun dësen Elementer op d'Pittresistenz ass méi grouss an der austenitescher Phase wéi an der ferritescher Phase.Aus dësem Grond gëtt d'ferritesch Phase méi séier passivéiert wéi déi austenitesch Phas, déi mat der éischter Passivéierungsregioun vun der Polariséierungskurve assoziéiert ass.Dës Elementer hunn e wesentlechen Impakt op DSS Pitting Resistenz wéinst hirer méi héijer Pitting Resistenz an der austenitescher Phase am Verglach zu der ferritic Phase.Dofir ass déi séier Passivatioun vun der Ferritphase 81% méi héich wéi déi vun der Austenitphase.Obwuel Cl- an Léisung huet eng staark negativ Effekt op der passivating Fähegkeet vun der Stol film83.Dofir gëtt d'Stabilitéit vum passivéierende Film vun der Probe staark reduzéiert84.Vun Dësch.6 weist och datt d'Korrosiounspotenzial (Ecorr) vu geschweißte Gelenker mat E1 Elektrode e bësse manner stabil ass an der Léisung am Verglach mat geschweißte Gelenker mat E2 Elektrode.Dëst ass och bestätegt duerch déi niddreg Wäerter vun der Schweesshärkeet mat Elektroden E1 an E2 an der Fig.4a,b, wat wéinst dem nidderegen Inhalt vu Ferrit (Table 5) an dem nidderegen Inhalt vu Chrom a Molybdän (Table 4) an der Stolstruktur aus.Et kann ofgeschloss ginn datt d'Korrosiounsbeständegkeet vu Stähle an der simuléierter Marineëmfeld eropgeet mat erofhuelende Schweißstroum a verréngert mat nidderegen Cr a Mo Inhalt a nidderegen Ferritgehalt.Dës Ausso ass konsequent mat enger Etude vum Salim et al.85 iwwer den Effekt vu Schweißparameter wéi Schweißstroum op d'Korrosiounsintegritéit vu verschweißte Stol.Wéi Chlorid duerch verschidde Mëttele wéi d'Kapillarabsorptioun an d'Diffusioun an d'Stol penetréiert, gi Gruef (Pittkorrosioun) vun ongläicher Form an Déift geformt.De Mechanismus ass wesentlech anescht a méi héije pH-Léisungen, wou d'Ëmgéigend (OH-) Gruppen einfach op d'Stahlfläch ugezunn sinn, de passive Film stabiliséieren an zousätzlech Schutz fir d'Stahlfläch25,86 ubidden.Déi bescht Korrosiounsbeständegkeet vun de Proben Nr. 1 an Nr. Niveau vun der Pitting Korrosioun ass haaptsächlech präsent am Stol, geschweest duerch DSS Method, an der austenitescher Phase Struktur vun den Deeler.Also spillt d'chemesch Zesummesetzung vun der Legierung eng entscheedend Roll an der Korrosiounsleeschtung vum verschweißten Gelenk87,88.Zousätzlech gouf observéiert datt d'Exemplare geschweest mat den E1 an C Elektroden an dëser Etude méi niddereg Ecorr Wäerter vun de PPC Kéiren gewisen hunn wéi déi geschweest mat der E2 Elektrode aus den OCP Kéiren (Table 5).Dofir fänkt d'Anoderegioun mat engem nidderegen Potenzial un.Dës Ännerung ass haaptsächlech wéinst der partiell Stabiliséierung vun der Passivatiounsschicht, déi op der Uewerfläch vun der Probe geformt ass, an der kathodescher Polariséierung, déi geschitt ier voll Stabiliséierung vum OCP89 erreecht gëtt.Op Fig.12a an b weisen 3D optesch Profiler Biller vun experimentally corroded Exemplare ënner verschiddene Schweess Konditiounen.Et kann gesi ginn datt d'Pittkorrosiounsgréisst vun de Exemplare eropgeet mat dem nidderegen Pitting-Korrosiounspotenzial, deen duerch den héije Schweessstroum vun 110 A erstallt gëtt (Fig. 12b), vergläichbar mat der Pitting-Korrosiounsgréisst, déi fir Schweißen mat engem nidderegen Schweißstroumverhältnis vun 90 A. (Fig. 12a).Dëst bestätegt dem Mohammed90 seng Fuerderung datt Rutschbänner op der Uewerfläch vun der Probe geformt ginn fir den Uewerflächepassivatiounsfilm ze zerstéieren andeems de Substrat op eng 3,5% NaCl Léisung ausgesat ass, sou datt de Chlorid ufänkt ze attackéieren, wat d'Material opléist.
D'SEM-EDS Analyse an der Tabell 4 weist datt d'PREN Wäerter vun all austenitescher Phase méi héich sinn wéi déi vu Ferrit an all Schweißen a BM.D'Initiatioun vu Pitting op der Ferrit / Austenit-Interface beschleunegt d'Zerstéierung vun der passiver Materialschicht wéinst der Inhomogenitéit an der Segregatioun vun Elementer, déi an dëse Beräicher optrieden91.Am Géigesaz zu der austenitescher Phase, wou de Pittingresistenz-Äquivalent (PRE) Wäert méi héich ass, ass d'Pittinitiatioun an der ferritescher Phase wéinst dem nidderegen PRE-Wäert (Table 4).D'Austenitphase schéngt e wesentleche Betrag vun Austenit Stabilisator (Stickstoffléislechkeet) ze enthalen, wat eng méi héich Konzentratioun vun dësem Element ubitt an dofir méi héich Resistenz géint Pitting92.
Op Fig.Figur 13 weist kritesch Pitting Temperatur Kéiren fir E1, E2, an C Schweess.Gitt datt d'aktuell Dicht op 100 µA / cm2 eropgaang ass wéinst Pitting wärend dem ASTM Test, ass et kloer datt de @110A Schweiße mat E1 eng minimal Pitting kritesch Temperatur vun 27,5 ° C gewisen huet, gefollegt vun E2 @ 90A Lötung weist e CPT vun 40 °C, an am Fall vu C@110A ass den héchste CPT 41 °C.Déi observéiert Resultater sinn am gudden Accord mat den observéierte Resultater vu Polariséierungstester.
Déi mechanesch Eegeschaften a Korrosiounsverhalen vun Duplex Edelstahl-Schweißen goufen ënnersicht mat den neien E1 an E2 Elektroden.Déi alkalesch Elektrode (E1) an déi sauer Elektrode (E2), déi am SMAW-Prozess benotzt goufen, goufen erfollegräich mat enger Fluxkompositioun mat engem Gesamtdeckungsverhältnis vun 1,7 mm an engem alkalesche Index vun 2,40 an 0,40 beschichtet.D'thermesch Stabilitéit vu Fluxe virbereet mat TGA an engem inert Medium gouf bewäert.D'Präsenz vun engem héije Inhalt vun TiO2 (%) an der Flux Matrixentgasung verbessert d'Schlackentfernung vu Schweißen fir Elektroden, déi mat sauerem Flux (E2) beschichtet sinn, am Verglach mat Elektroden, déi mat Basisflux (E1) beschichtet sinn.Obwuel déi zwee Beschichtete Elektroden (E1 an E2) hunn eng gutt arc ugefaangen Fähegkeet.Schweißbedingungen, besonnesch Hëtztinput, Schweißstroum a Geschwindegkeet, spillen eng kritesch Roll fir d'Austenit-/Ferritphase-Balance vun DSS 2205-Schweißen an déi exzellent mechanesch Eegeschafte vum Schweiß z'erreechen.D'Gelenker, déi mat der E1 Elektrode geschweest goufen, hunn exzellente Spannungseigenschaften gewisen (Schéier 0,2% YS = 497 MPa an UTS = 732 MPa), bestätegen datt d'Basisfluxbeschichtete Elektroden en héije Basicitéitsindex hunn am Verglach mat de Säurefluxbeschichtete Elektroden.Elektroden weisen besser mechanesch Eegeschafte mat gerénger Alkalinitéit.Et ass offensichtlech datt an de verschweißte Gelenker vun Elektroden mat enger neier Beschichtung (E1 an E2) kee Gläichgewiicht vun der ferrit-austenitescher Phase ass, déi mat der OES an der SEM-EDS Analyse vum Schweiß opgedeckt gouf an duerch d'Volumenfraktioun quantifizéiert gouf. der Schweess.Metallographie huet hir SEM Studie bestätegt.Mikrostrukturen.Dëst ass haaptsächlech wéinst der Ausschöpfung vun Legierungselementer wéi Cr a Mo an der méiglecher Verëffentlechung vu Cr2N beim Schweißen, wat duerch EDS Linn Scannen bestätegt gëtt.Dëst gëtt weider ënnerstëtzt vun den nidderegen Härtwäerter, déi a Schweißen mat E1 an E2 Elektroden beobachtet ginn wéinst hirem nidderegen Undeel vu Ferrit an Legierungselementer an der Stolstruktur.D'Beweiskorrosiounspotenzial (Ecorr) vun de Schweißen mat der E1 Elektrode bewisen e bësse manner resistent géint Léisungskorrosioun am Verglach zu de Schweißen mat der E2 Elektrode.Dëst bestätegt d'Effizienz vun den nei entwéckelte Elektroden a Schweißen, déi an 3,5% NaCl Ëmfeld getest goufen ouni Fluxmëschung Legierung Zesummesetzung.Et kann ofgeschloss ginn datt d'Korrosiounsbeständegkeet an der simuléierter Marineëmfeld eropgeet mat erofhuelende Schweessstroum.Sou gouf d'Nidderschlag vu Karbiden an Nitriden an déi spéider Ofsenkung vun der Korrosiounsbeständegkeet vu verschweißte Gelenker mat Hëllef vun E1 an E2 Elektroden duerch e verstäerkten Schweißstroum erkläert, wat zu engem Ungleichgewicht an der Phasebalance vu geschweißte Gelenker aus Dual-purpose Stahlen gefouert huet.
Op Ufro ginn Daten fir dës Etude vum jeweilegen Autor geliwwert.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. a Liimatainen J. Mikrostruktur vu Superduplex Edelstahl geformt duerch Pulvermetallurgie waarm isostatesch Pressen an der industrieller Hëtztbehandlung.Metal.alma mater.trance.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. an Kitagawa Y. Mikrostrukturkontrolle bei der Bäitrëtt vun modernen Edelstahl.Bei der Veraarbechtung vun neie Materialien fir fortgeschratt elektromagnetesch Energie, 419-422 (2005).
Smook O. Mikrostruktur an Eegeschafte vun super duplex STAINLESS Stol vun modern Pudder Metallurgy.Royal Institute of Technology (2004)
Lotto, TR an Babalola, P. Polarisatioun Korrosioun Verhalen a Mikrostrukturell Analyse vun AA1070 Aluminium a Silicon Carbide Matrixentgasung bei Seier Chloride Konzentratioune.Iwwerzeegt Ingenieur.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. a Ferro P. Schweessprozess, mikrostrukturell Ännerung an endgülteg Eegeschafte vun Duplex a Super Duplex Edelstahl.Duplex Edelstol 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. an Karaaslan A. Afloss vun annealing Zäit a kille Taux op der Oflagerung Prozess an zwee-Phase corrosion-resistent géint Stol.Metal.d'Wëssenschaft.Hëtzt Behandlung.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S a Ravi K. Entwécklung vu schlank Duplex Edelstahl (LDSS) mat exzellente mechanesche a Korrosiounseigenschaften am Labo.Fortgeschratt Alma Mater.Stockage Tank.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. an Isgor OB Metallurgesch an elektrochemesch Eegeschafte vu Superduplex Edelstahlbekleedungsschichten op mëll Stahlsubstrater, déi duerch Laserlegierung an enger Pulverschicht kritt ginn.d'Wëssenschaft.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. a Kuroda, K. Efforten fir Néckel an austenitesche Edelstahl ze spueren.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. an Gonome F. Entwécklung vun enger neier Serie vun schlank Duplex STAINLESS Stol.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Technical Report No. 126 (2021).