تاثیر آلیاژ Zr-Ti بر ریزساختار و خواص فلزات FAB-SAW

Effects of Zr-Ti on the microstructure and properties of flux aided backing submerged arc weld metals

چکیده

پودرهای آلیاژ Zr-Ti به شیار جوش برای اتصال فولاد ۳۶D با استفاده از FAB-SAW افزوده شدند. آخال‌ها، ریز ساختار و خواص مکانیکی فلز جوش میکرو آلیاژ شده‌ی Zr-Ti مورد بررسی واقع شد. نتایج نشان داد که هسته‌ی آخال‌ها از ترکیب اکسیدهای Zr، Al، Ti، Si، Mn بود، در حالی که لایه‎‌ی سطحی آخال‌ها از ترکیب TiO (یا Ti_۲O_۳) ZrO_۲ و MnS بود. اولین رسوب ZrO2 می‌تواند به عنوان مناطق جوانه زنی برای اکسیدهای Al، Ti، Si، Mn عمل کند و کسر آخال‌هایی با اندازه‌ی کوچکتر از ۱۰ μm را افزایش می‌دهد. به دلیل کوچک شدن اندازه‌ و افرایش تراکم آخال‌ها، نسبت فریت سوزنی (AF) به طور چشمگیری افزایش یافت، در حالی که نسبت مرز دانه‌ی فریت (GBF) و صفحه‌ی کنار فریت (FSP) به صورت قابل ملاحظه‌ای در ریز ساختار کاهش یافتند.

خواص کششی و چقرمگی ضربه‌ی فلز جوش در دمای۲۰ºC به طور آشکار بهبود یافتند. جوانه زنی AF به کم بودن عدم تطابق پذیری شبکه‌ای بین TiO (و ZrO_۲) و α-Fe و افزون بر آن، انرژی بالای ساکن سطحی MnS نسبت داده شد. هنگامی که مقدار ۰/۹۰ wt% Zr بود، درصد AF در فلز جوش FAB-SAW به ۸۲% رسید که منجر به کشیدگی ۲۵%، استحکام نهایی ۶۱۵MPa و انرژی ضربه‌ی ۱۴۵J در دمای ۲۰ºC در فلز جوش می‌شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Zr-Ti alloy powders were added into the weld groove to join D36 steel by using flux aided backing submerged arc welding (FAB-SAW). The inclusions, microstructure and mechanical properties of Zr-Ti miroalloyed weld metals were investigated. The results showed that the core of inclusions was composed of Zr, Al, Ti, Si, Mn oxides, while the surface layer of inclusions was composed of TiO (or Ti_۲O_۳) , ZrO _۲ and MnS. The first precipitated ZrO_۲ can act as nucleation sites for Al, Ti, Si, Mn oxides and increases the fraction of inclusions with size of smaller than 1.0 mm. Due to the refined size and increased density of inclusions, the proportion of acicular ferrite (AF) was significantly increased while the proportion of grain boundary ferrite (GBF) and ferrite side-plate (FSP) were remarkably decreased in the microstructure. The tensile properties and impact toughness at 20 C of weld metal were obviously promoted. The nucleation of AF was ascribed to the low lattice misfit between TiO (and ZrO_۲) and a-Fe as well as a high inert interfacial energy of MnS. When the content of Zr was 0.09 wt %, the percentage of AF in FAB-SAW weld metal was reached to 82%, resulting in the weld metal with elongation of 25%, ultimate strength of 615 MPa and impact energy at 20 C of 145 J.