تحول ریزساختاری و خواص مکانیکی جوشکاری اصطکاکی فولاد زنگ نزن S32654

Microstructure evolution and mechanical properties of friction stir welding super-austenitic stainless steel S32654

چکیده

فولاد زنگ نزن S32654 با ضخامت ۲/۴mm به طور موفقیت آمیزی توسط فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) با سرعت چرخش ابزار ۳۰۰ و ۴۰۰rpm با سرعت عرضی ثابت ۱۰۰mm/min با استفاده از ابزار W-Re جوشکاری شد. اتصالات سالمی با تقریباً هیچ مقداری از نیتروژن به طور موفقیت آمیزی بدست آمد. تحول ریزساختاری انجام شده توسط میکروسکوپ دیجیتال نوری (ODM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی با طیف سنجی توزیع انرژی (SEM-EDS)، پراش الکترون برگشتی (EBSD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان داد که تحول اتفاق افتاده در ساختار دانه ای در منطقه اغتشاشی (SZ) توسط تبلور مجدد دینامیکی پیوسته (CDRX) انجام شده است. نرخ کرنش به وضوح نقش بسیار مهمی بر روی اثر اصلاح دانه بازی می کند. ساختارهای پیوندی شامل W و Re به دلیل سایش بین پراب ابزاری و فولاد در منطقه SZ ایجاد می شود. علاوه بر این، اندازه گیری های میکروسختی و تست های کشش عرضی نشان دادند که اصلاح دانه با دانسیته بالایی از نابجایی ها ترکیب شده و ساختارهای فرعی، استحکام و سختی را بهبود می بخشند، اما کاهش بسیار زیاد در ظرفیت تغییر فرم پلاستیک منطقه اتصال را به همراه دارد. پارامترهای جوشکاری مناسب تر به صورت جوشکاری با سرعت ۳۰۰rpm و ۱۰۰mm/min برای این فولاد تعیین شد.

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

ABSTRACT

Super-austenitic stainless steel S32654 sheets with 2.4 mm thickness were successfully welded by friction stir welding (FSW) at the rotational speeds of 300 and 400 rpm with a constant traverse speed of 100 mm/min using W-Re tool. The sound joints with almost no nitrogen loss were successfully produced. The microstructure evolution was characterized by optical digital microscope (ODM), scanning electron microscopy with energy-dispersive spectroscopy (SEM-EDS), electron backscatter diffraction (EBSD) and transmission electron spectroscopy (TEM).

The results suggest that the grain structure evolution in stir zone (SZ) is dominated by continuous dynamic recrystallization (CDRX). The strain rate plays a dominated effect on obvious grain refinement. The band structures containing W and Re are generated due to the wear between tool probe and steel in SZ. Furthermore, the microhardness measurements and transverse tensile tests indicate that the grain refinement combining with high density dislocations and substructures improves the hardness and strength, but greatly reduces the plastic deformation capacity of joints. The more suitable welding parameters are determined as 300 rpm and 100 mm/min for this steel.