321 feadán coiled cruach dhosmálta comhdhéanamh ceimiceach Airíonna meicniúla agus iompar creimeadh de tháthú déphléacsach cruach dhosmálta le leictreoid nua

Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Ina theannta sin, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánann muid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Sleamhnáin a thaispeánann trí alt in aghaidh an tsleamhnáin.Bain úsáid as na cnaipí cúil agus seo chugainn chun bogadh tríd na sleamhnáin, nó na cnaipí rialtóra sleamhnáin ag an deireadh chun bogadh trí gach sleamhnán.

Cruach Dhosmálta 321 Comhdhéanamh Ceimiceach Coil Tube

Seo a leanas comhdhéanamh ceimiceach 321 feadánra coil cruach dhosmálta:
- Carbóin: 0.08% max
- Mangainéis: 2.00% max
- Nicil: 9.00% min

Cruach Dhosmálta 321 Airíonna Meicniúla Feadáin Coil

De réir Monaróir Feadáin Coil Cruach Dhosmálta 321, tá na hairíonna meicniúla atá ag feadánra coil cruach dhosmálta 321 táblaithe thíos: Neart Teanntachta (psi) Neart Toradh (psi) Fadú (%)

Feidhmchláir & Úsáidí Feadán Coil Cruach Dhosmálta 321

I go leor iarratais innealtóireachta, is iad na hairíonna meicniúla agus creimeadh de struchtúir táthaithe déphléacsacha cruach dhosmálta (DSS) na fachtóirí is tábhachtaí.Rinne an staidéar reatha imscrúdú ar airíonna meicniúla agus ar fhriotaíocht creimthe táthaithe cruach dhosmálta déphléacsacha i dtimpeallacht a insamhladh 3.5% NaCl ag baint úsáide as leictreoid nua atá saindeartha gan eilimintí cóimhiotail a chur leis na samplaí flosc.Baineadh úsáid as dhá chineál sreabha éagsúla le hinnéacs bunúsach de 2.40 agus 0.40 ar leictreoidí E1 agus E2 le haghaidh boird DSS táthú, faoi seach.Rinneadh measúnú ar chobhsaíocht theirmeach na gcomhdhéanamh sreabha trí úsáid a bhaint as anailís teirmeagrafaíochtaiméadrach.Rinneadh measúnú ar chomhdhéanamh ceimiceach chomh maith le hairíonna meicniúla agus creimeadh na n-alt táthaithe ag baint úsáide as speictreascópacht astaithe de réir caighdeáin ASTM éagsúla.Úsáidtear díraonta X-gha chun na céimeanna atá i láthair i welds DSS a chinneadh, agus úsáidtear scanadh leictreon le EDS chun micreastruchtúr na táthaithe a iniúchadh.Bhí neart teanntachta na n-alt táthaithe a rinne leictreoidí E1 laistigh de 715-732 MPa, le leictreoidí E2 - 606-687 MPa.Méadaíodh an sruth táthú ó 90 A go 110 A, agus tá an cruas méadaithe freisin.Tá airíonna meicniúla níos fearr ag hailt táthaithe le leictreoidí E1 atá brataithe le sreabháin bhunúsacha.Tá friotaíocht ard creimeadh ag an struchtúr cruach i dtimpeallacht NaCl 3.5%.Deimhníonn sé seo inoibritheacht na n-alt táthaithe a dhéantar le leictreoidí nuafhorbartha.Pléitear na torthaí i dtéarmaí ídiú na n-eilimintí cóimhiotalach ar nós Cr agus Mo a breathnaíodh i welds le leictreoidí brataithe E1 agus E2, agus scaoileadh Cr2N i welds a dhéantar ag baint úsáide as leictreoidí E1 agus E2.
Go stairiúil, téann an chéad lua oifigiúil ar chruach dhosmálta déphléacsach (DSS) siar go dtí 1927, nuair a úsáideadh é ach le haghaidh teilgin áirithe agus níor úsáideadh é i bhformhór na n-iarratas teicniúil mar gheall ar a ábhar ardcharbóin1.Ach ina dhiaidh sin, laghdaíodh an t-ábhar caighdeánach carbóin go dtí uasmhéid luach 0.03%, agus baineadh úsáid as na steels seo go forleathan i réimsí éagsúla2,3.Is teaghlach de chóimhiotail é DSS a bhfuil méideanna comhionanna de ferrite agus austenít ann.Tá sé léirithe ag taighde go soláthraíonn an chéim ferritach i DSS cosaint den scoth i gcoinne scoilteadh creimeadh struis spreagtha clóiríd (SCC), rud a bhí ina shaincheist thábhachtach do steels dhosmálta austenític (ASS) san 20ú haois.Ar an láimh eile, i roinnt tionscail innealtóireachta agus tionscail eile4 tá an t-éileamh ar stóráil ag fás ag ráta suas le 20% in aghaidh na bliana.Is féidir an cruach nuálaíoch seo le struchtúr austenític-ferritach dhá chéim a fháil trí roghnú comhdhéanamh oiriúnach, scagadh fisiceach-ceimiceach agus teirmeicniúil.I gcomparáid le cruach dhosmálta aon phas, tá neart toraidh níos airde ag DSS agus cumas níos fearr chun SCC5, 6, 7, 8 a sheasamh. Tugann an struchtúr déphléacsacha neart gan sárú, toughness agus friotaíocht creimeadh méadaithe i dtimpeallachtaí ionsaitheach ina bhfuil aigéid, clóiríd aigéad, uisce farraige agus ceimiceáin chreimneach9.Mar gheall ar na luaineachtaí praghais bliantúla de chóimhiotail nicil (Ni) sa mhargadh ginearálta, tá go leor éachtaí gan íoc bainte amach ag struchtúr DSS, go háirithe an cineál nicil íseal (lean DSS), i gcomparáid le iarann ​​​​ciúbach aghaidh-lárnach (FCC)10, 11. An príomh. Is í an fhadhb a bhaineann le dearaí ASE ná go bhfuil siad faoi réir coinníollacha deacra éagsúla.Mar sin, tá ranna agus cuideachtaí innealtóireachta éagsúla ag iarraidh steels dhosmálta malartacha nicil íseal (Ni) a chur chun cinn a fheidhmíonn chomh maith le nó níos fearr ná ASS traidisiúnta le weldability oiriúnach agus a úsáidtear in iarratais thionsclaíocha ar nós malartóirí teasa uisce farraige agus an tionscal ceimiceach.coimeádán 13 le haghaidh timpeallachtaí le tiúchan ard clóirídeanna.
I ndul chun cinn teicneolaíochta nua-aimseartha, tá ról ríthábhachtach ag táirgeadh táthaithe.De ghnáth, bíonn táthú stua cosanta gáis nó táthú stua sciath gáis ag baint le baill struchtúracha DSS.Bíonn tionchar ag comhdhéanamh an leictreoid a úsáidtear le haghaidh táthú go príomha ar an táthú.Tá leictreoidí táthú comhdhéanta de dhá chuid: miotail agus flosc.Is minic a bhíonn leictreoidí brataithe le flosc, meascán de mhiotail a scaoileann gáis nuair a dhéantar iad a dhianscaoileadh agus a fhoirmíonn slaig chosanta chun an táthú a chosaint ó éilliú, cobhsaíocht an stua a mhéadú, agus comhpháirt chóimhiotail a chur leis chun cáilíocht an táthú a fheabhsú14 .Is cuid de na miotail leictreoid táthú iad iarann ​​teilgthe, alúmanam, cruach dhosmálta, cruach éadrom, cruach ard-neart, copar, práis agus cré-umha, agus is cuid de na hábhair flux a úsáidtear iad ceallalóis, púdar iarainn agus hidrigin.Uaireanta cuirtear sóidiam, tíotáiniam agus potaisiam leis an meascán flux freisin.
Tá iarracht déanta ag roinnt taighdeoirí staidéar a dhéanamh ar éifeacht chumraíocht leictreoid ar shláine mheicniúil agus creimeadh na struchtúr cruach táthaithe.Dúirt Singh et al.Rinne 15 imscrúdú ar éifeacht chomhdhéanamh flux ar fadú agus neart teanntachta na táthaithe a dhéantar trí tháthú stua báite.Léiríonn na torthaí gurb iad CaF2 agus NiO na príomhchinntithigh maidir le neart teanntachta i gcomparáid le láithreacht FeMn.Rinne Chirag et al.16 imscrúdú ar chomhdhúile SMAW trí thiúchan rutile (TiO2) i meascán flosc leictreoid a athrú.Fuarthas amach gur tháinig méadú ar airíonna microhardness mar gheall ar mhéadú ar chéatadán agus ar imirce carbóin agus sileacain.Rinne Kumar [17] staidéar ar dhearadh agus ar fhorbairt sreabha ceirtleánaithe le haghaidh táthú stua báite leatháin chruaiche.Rinne Nwigbo agus Atuanya18 imscrúdú ar úsáid nascóirí sileacáit sóidiam-saibhir potaisiam chun sreabha táthú stua a tháirgeadh agus d'aimsigh siad welds le neart teanntachta ard de 430 MPa agus struchtúr gráin inghlactha.D’úsáid Lothongkum et al.19 modh potentiocinéiteach chun staidéar a dhéanamh ar chodán toirte austenít i cruach dhosmálta déphléacsach 28Cr–7Ni–O–0.34N i dtuaslagán NaCl aersháithithe ag tiúchan 3.5% wt.faoi ​​choinníollacha pH.agus 27°C.Léiríonn steels dhosmálta déphléacsacha agus micrea déphléacsacha an éifeacht chéanna atá ag nítrigin ar iompar creimeadh.Ní raibh tionchar ag nítrigin ar an acmhainneacht creimeadh nó ar an ráta ag pH 7 agus 10, áfach, bhí an cumas creimeadh ag pH 10 níos ísle ná ag pH 7. Ar an láimh eile, ag gach leibhéal pH a ndearnadh staidéar orthu, thosaigh an poitéinseal ag méadú le méadú ar ábhar nítrigine. .Lacerda et al.Rinne 20 staidéar ar piteáil cruach dhosmálta déphléacsacha UNS S31803 agus UNS S32304 i dtuaslagán NaCl 3.5% ag baint úsáide as polarú potentiodinimiciúil timthriallach.I dtuaslagán 3.5 wt.% de NaCl, thángthas ar chomharthaí pollta ar an dá phláta cruach imscrúdaithe.Tá cumas creimthe níos airde (Ecorr), acmhainneacht pitting (Epit) agus friotaíocht polaraithe (Rp) ag cruach UNS S31803 ná cruach UNS S32304.Tá athghníomhaíocht níos airde ag cruach UNS S31803 ná cruach UNS S32304.De réir staidéir a rinne Jiang et al.[21], cuimsíonn an buaic athghníomhaithe a fhreagraíonn don chéim dhúbailte (céim austenític agus ferrite) de chruach dhosmálta déphléacsacha suas le 65% den chomhdhéanamh ferrite, agus méadaíonn an dlús reatha imoibríochta ferrite le méadú ar an am cóireála teasa.Is eol go maith go léiríonn na céimeanna austenitic agus ferriteacha imoibrithe leictriceimiceach éagsúla ag féidearthachtaí leictriceimiceach éagsúla21,22,23,24.D’úsáid Abdo et al.25 tomhais potentiodinimiciúla de speictreascópacht pholaraithe agus speictreascópacht impedance leictriceimiceach chun staidéar a dhéanamh ar chreimeadh leictreamaiceimiceach de chóimhiotal 2205 DSS atá táthaithe le léasair in uisce farraige saorga (3.5% NaCl) faoi choinníollacha a raibh aigéadacht agus alcaileacht éagsúil acu.Breathnaíodh creimeadh pollta ar dhromchlaí nochta na n-eiseamal DSS a tástáladh.Bunaithe ar na torthaí seo, bunaíodh go bhfuil caidreamh comhréireach idir pH an mheán tuaslagtha agus friotaíocht an scannáin a foirmíodh sa phróiseas aistrithe muirear, rud a chuireann isteach go díreach ar fhoirmiú pitting agus ar a shonraíocht.Ba é cuspóir an staidéir seo tuiscint a fháil ar an gcaoi a mbíonn tionchar ag comhdhéanamh leictreoid táthú nuafhorbartha ar shláine mheicniúil agus caitheamh-resistant DSS 2205 táthaithe i dtimpeallacht NaCl 3.5%.
Ba iad na mianraí flux (comhábhair) a úsáideadh sna foirmlithe brataithe leictreoid ná Carbónáit Chailciam (CaCO3) ó Cheantar Obajana, Kogi State, an Nigéir, Fluairíd Chailciam (CaF2) ó Taraba State, an Nigéir, Dé-ocsaíd Sileacain (SiO2), Talc Púdar (Mg3Si4O10 (OH) ) )2) agus rutile (TiO2) ó Jos, an Nigéir, agus fuarthas caoilín (Al2(OH)4Si2O5) ó Kankara, Stát Katsina, an Nigéir.Úsáidtear sileacáit photaisiam mar ceanglóra, faightear ón India é.
Mar a léirítear i dTábla 1, rinneadh na hocsaídí comhchodacha a mheá go neamhspleách ar chothromaíocht dhigiteach.Ansin meascadh é le ceanglóir sileacáit photaisiam (23% de réir meáchain) i meascthóir leictreach (múnla: 641-048) ó Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) ar feadh 30 nóiméad chun greamaigh aonchineálach leath-soladach a fháil.Brúitear an flosc measctha fliuch isteach i gcruth sorcóireach ón meaisín brícínithe agus cothaítear é isteach sa seomra easbhrúite ag brú 80 go 100 kg/cm2, agus ón seomra beatha sreinge a chothaítear isteach san easbhrúiteoir sreang dhosmálta trastomhas 3.15mm.Cothaítear an flosc trí chóras soic/báis agus déantar é a instealladh isteach san easbhrúiteoir chun na leictreoidí a easbhrú.Fuarthas fachtóir clúdaigh de 1.70 mm, áit a sainmhínítear an fachtóir clúdaigh mar an cóimheas idir trastomhas an leictreoid agus trastomhas an tsnáithe.Ansin triomaíodh na leictreoidí brataithe san aer ar feadh 24 uair an chloig agus ansin cailcínithe i bhfoirnéis muffle (samhail PH-248-0571/5448) ag 150–250 °C \ (- \) ar feadh 2 uair an chloig.Úsáid an chothromóid chun alcaileacht an tsreafa a ríomh.(1) 26;
Cinneadh cobhsaíocht theirmeach samplaí flosc de chomhdhéanamh E1 agus E2 trí úsáid a bhaint as anailís teirmeagrafaíochtaiméadrach (TGA).Lódáladh sampla de thuairim is 25.33 mg de fhlosc isteach sa TGA le haghaidh anailíse.Rinneadh na turgnaimh i meán támh a fuarthas trí shreabhadh leanúnach N2 ag ráta 60 ml/nóiméad.Téadh an sampla ó 30°C go 1000°C ag ráta téimh 10°C/nóiméad.Tar éis na modhanna a luaitear Wang et al.27, Xu et al.28 agus Dagwa et al.29, rinneadh measúnú ar dhianscaoileadh teirmeach agus meáchain caillteanas na samplaí ag teochtaí áirithe ó cheapacha TGA.
Próiseáil dhá phláta DSS 300 x 60 x 6 mm chun ullmhú le haghaidh sádrála.Dearadh an V-groove le bearna fréimhe 3mm, poll fréimhe 2mm agus uillinn groove 60 °.Rinneadh an pláta a rinsiú ansin le haicéatón chun ábhar salaithe a bhaint.Weld na plátaí ag baint úsáide as welder stua miotail sciath (SMAW) le polaraíocht leictreoid dhearfach srutha dhírigh (DCEP) ag baint úsáide as leictreoidí brataithe (E1 agus E2) agus leictreoid tagartha (C) le trastomhas de 3.15 mm.Baineadh úsáid as Meaisínithe Scaoilte Leictreach (EDM) (Múnla: Excetek-V400) chun eiseamail cruach táthaithe a mheaisíniú le haghaidh tástála meicniúil agus tréithriú creimthe.Taispeánann Tábla 2 an cód sampla agus an cur síos, agus léiríonn Tábla 3 na paraiméadair oibriúcháin táthú éagsúla a úsáidtear chun an bord DSS a tháthú.Úsáidtear cothromóid (2) chun an t-ionchur teasa comhfhreagrach a ríomh.
Ag baint úsáide as speictriméadar astaithe optúla Bruker Q8 MAGELLAN (OES) le tonnfhad 110 go 800 nm agus bogearraí bunachar sonraí SQL, socraíodh comhdhéanamh ceimiceach na hailt táthú leictreoidí E1, E2 agus C, chomh maith le samplaí den bhonnmhiotal.úsáideann an bhearna idir an leictreoid agus an sampla miotail faoi thástáil Gineann fuinneamh leictreach i bhfoirm spréach.Déantar sampla de na comhpháirteanna a ghalú agus a spraeáil, agus excitation adamhach ina dhiaidh sin, a astaíonn speictream líne ar leith ina dhiaidh sin31.Chun anailís cháilíochtúil a dhéanamh ar an sampla, tomhaiseann an feadán photomultiplier láithreacht speictrim tiomnaithe do gach eilimint, chomh maith le déine an speictrim.Ansin úsáid an chothromóid chun an uimhir choibhéiseach friotaíochta pollta (PREN) a ríomh.(3) Úsáidtear Cóimheas 32 agus léaráid staide WRC 1992 chun na coibhéisí cróimiam agus nicil (Creq agus Nieq) a ríomh ó na cothromóidí.(4) agus (5) tá 33 agus 34 faoi seach;
Tabhair faoi deara nach gcuireann PREN ach tionchar dearfach na dtrí phríomheilimint Cr, Mo agus N san áireamh, agus tá fachtóir nítrigine x sa raon 16-30.De ghnáth, roghnaítear x ón liosta de 16, 20, nó 30. I dtaighde ar steels dhosmálta déphléacsacha, úsáidtear luach idirmheánach 20 go coitianta chun luachanna PREN35,36 a ríomh.
Rinneadh tástáil teanntachta ar ailt táthaithe a rinneadh ag baint úsáide as leictreoidí éagsúla ar mheaisín tástála uilíoch (Instron 8800 UTM) ag ráta brú 0.5 mm/nóim de réir ASTM E8-21.Ríomhadh an neart teanntachta (UTS), neart toraidh lomadh 0.2% (YS), agus fadú de réir ASTM E8-2137.
Rinneadh táthú DSS 2205 ar dtús agus snasta ag baint úsáide as méideanna éagsúla grit (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 agus 1200) roimh anailís chruas.Rinneadh eiseamail táthaithe le leictreoidí E1, E2 agus C. Déantar cruas a thomhas ag deich bpointe (10) ó lár an táthú go dtí an bonn-mhiotal le eatramh de 1 mm.
Difractometer X-ghathach (D8 Discover, Bruker, an Ghearmáin) cumraithe le bogearraí Bruker XRD Commander chun sonraí a bhailiú agus radaíocht Cu-K-α Fe-scagtha le fuinneamh 8.04 keV a fhreagraíonn do thonnfhad 1.5406 Å agus ráta scanadh 3 ° Tá raon scanadh (2θ) min-1 38 go 103 ° le haghaidh anailíse céime le leictreoidí E1, E2 agus C agus BM i láthair i welds DSS.Baineadh úsáid as modh mionchoigeartaithe Rietveld chun na céimeanna comhábhar a innéacsú trí úsáid a bhaint as na bogearraí MAUD a ndearna Lutterotti39 cur síos orthu.Bunaithe ar ASTM E1245-03, rinneadh anailís chainníochtúil mhiotalagrafaíochta ar íomhánna micreascópacha de na hailt táthaithe de leictreoidí E1, E2 agus C ag baint úsáide as bogearraí Image J40.Tá torthaí ríomh an codán toirte den chéim ferrite-austenític, a meánluach agus diall tugtha sa Tábla.5. Mar a thaispeántar sa chumraíocht sampla i bhfíor.6d, rinneadh anailís micreascópachta optúla (OM) ar PM agus hailt táthaithe le leictreoidí E1 agus E2 chun staidéar a dhéanamh ar mhoirfeolaíocht na samplaí.Snasaíodh na samplaí le 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, agus 2000 greanpháipéar cairbíde sileacain (SiC).Ansin eitseáltar na samplaí go leictrealaíoch i dtuaslagán d'aigéad oxalic uiscí 10% ag teocht an tseomra ag voltas 5 V ar feadh 10 s agus cuireadh ar mhicreascóp optúil LEICA DM 2500 M le haghaidh tréithrithe moirfeolaíocha.Rinneadh tuilleadh snasta ar an sampla trí úsáid a bhaint as páipéar 2500 grit carbide sileacain (SiC) le haghaidh anailíse SEM-BSE.Ina theannta sin, scrúdaíodh na hailt táthaithe le haghaidh micreastruchtúir ag baint úsáide as micreascóp leictreoin um scanadh astaíochtaí réimse ultra-ard (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) atá feistithe le EMF.Meilte sampla 20 × 10 × 6 mm ag baint úsáide as páipéir ghaineamh SiC éagsúla ó 120 go 2500. Rinneadh na samplaí a eitseáilte go leictrealaíoch i 40 g de NaOH agus 100 ml d'uisce driogtha ag voltas 5 V ar feadh 15 s, agus ansin suite ar shealbhóir samplach, atá suite i seomra an SEM, chun samplaí a anailísiú tar éis an seomra a ghlanadh le nítrigin.Cruthaíonn léas leictreoin a ghintear le filiméad tungstain téite gríl ar an sampla chun íomhánna a tháirgeadh ar mhéaduithe éagsúla, agus fuarthas torthaí EMF trí úsáid a bhaint as modhanna Roche et al.41 agus Mokobi 42 .
Baineadh úsáid as modh polaraithe potentiodinimiciúil leictriceimiceach de réir ASTM G59-9743 agus ASTM G5-1444 chun féidearthacht díghrádaithe plátaí DSS 2205 a táthaithe le leictreoidí E1, E2 agus C a mheas i dtimpeallacht NaCl 3.5%.Rinneadh tástálacha leictriceimiceach ag baint úsáide as gaireas Potentiostat-Galvanostat/ZRA arna rialú ag ríomhaire (múnla: PC4/750, Gamry Instruments, SAM).Rinneadh tástáil leictriceimiceach ar shocrú tástála trí-leictreoid: DSS 2205 mar leictreoid oibre, leictreoid calomel sáithithe (SCE) mar leictreoid tagartha agus slat graifíte mar leictreoid chuntar.Rinneadh na tomhais ag baint úsáide as cill leictriceimiceach, ina raibh réimse gníomhaíochta an tuaslagáin agus achar an leictreoid oibre 0.78 cm2.Rinneadh idir acmhainneacht -1.0 V agus +1.6 V a thomhas ar OCP réamhchobhsaithe (i gcoibhneas le OCP) ag ráta scanadh 1.0 mV/s.
Rinneadh tástálacha leictriceimiceach teochta criticiúla i 3.5% NaCl chun friotaíocht pollta na táthaithe a rinneadh le leictreoidí E1, E2 agus C a mheas.go soiléir ar an bpoitéinseal pitting sa PB (idir na réigiúin éighníomhacha agus trasfhulangacha), agus eiseamail táthaithe le E1, E2, Leictreoidí C. Dá bhrí sin, déantar tomhais CPT chun féidearthacht pollta na n-ábhar inchaite táthú a chinneadh go cruinn.Rinneadh tástáil CPT i gcomhréir le tuarascálacha déphléacsacha táthú cruach dhosmálta45 agus ASTM G150-1846.Ó gach ceann de na steels atá le táthaithe (S-110A, E1-110A, E2-90A), gearradh samplaí le limistéar 1 cm2, lena n-áirítear an bonn, an táthú, agus criosanna HAZ.Snasaíodh na samplaí trí úsáid a bhaint as páipéar gaineamh agus as sciodar púdar alúmana 1 µm de réir nósanna imeachta caighdeánacha ullmhúcháin samplaí miotalagrafaíochta.Tar éis snasta, glanadh na samplaí go ultrasonaic in aicéatón ar feadh 2 nóiméad.Cuireadh tuaslagán tástála NaCl 3.5% leis an gcill tástála CPT agus coigeartaíodh an teocht tosaigh go 25 ° C ag baint úsáide as teirmeastat (Neslab RTE-111).Tar éis an teocht tástála tosaigh de 25 ° C a bhaint amach, séideadh an gás Ar ar feadh 15 nóiméad, ansin cuireadh na samplaí sa chill, agus tomhaiseadh an OCF ar feadh 15 nóiméad.Rinneadh an sampla a pholarú ansin trí voltas 0.3 V a chur i bhfeidhm ag teocht tosaigh 25°C, agus tomhaiseadh an sruth ar feadh 10 nóim45.Tosaigh an tuaslagán a théamh ag ráta 1 °C/nóiméad go 50 °C.Le linn an réitigh tástála a théamh, úsáidtear an braiteoir teochta chun monatóireacht leanúnach a dhéanamh ar theocht an tuaslagáin agus sonraí ama agus teochta a stóráil, agus úsáidtear an potentiostat / galvanostat chun an sruth a thomhas.Baineadh úsáid as leictreoid graifíte mar an leictreoid chuntar, agus tomhaiseadh gach poitéinseal i gcoibhneas leis an leictreoid tagartha Ag/AgCl.Rinneadh purge Argón le linn na tástála.
Ar fig.Taispeánann 1 comhdhéanamh (i meáchan faoin gcéad) de na comhpháirteanna flux F1 agus F2 a úsáidtear chun leictreoidí alcaileach (E1) agus aigéadacha (E2) a tháirgeadh, faoi seach.Úsáidtear an t-innéacs bunúlacht flosc chun airíonna meicniúla agus miotalóireachteacha na n-alt táthaithe a thuar.Is é F1 an comhpháirt den flosc a úsáidtear chun na leictreoidí E1 a chóta, ar a dtugtar flosc alcaileach toisc go bhfuil a innéacs bunúsach > 1.2 (.i. 2.40), agus is é F2 an flosc a úsáidtear chun na leictreoidí E2 a chóta, ar a dtugtar flosc aigéad mar gheall ar a bhunúsacht. innéacs < 0.9 (.i. 2.40).0. 40).Is léir go bhfuil airíonna meicniúla níos fearr ag leictreoidí atá brataithe le floscanna bunúsacha i bhformhór na gcásanna ná leictreoidí atá brataithe le sreabháin aigéadacha.Is feidhm é an tréith seo de cheannas an ocsaíd bhunúsach sa chóras comhdhéanaimh flux le haghaidh leictreoid E1.Ar a mhalairt, is saintréith de chuid leictreoidí le sciath flosc aigéadach a bhfuil cion ard rutile iad an bhaint slaig (deighilteacht) agus spásaire íseal a breathnaíodh i hailt táthaithe le leictreoidí E2.Tá an breathnóireacht seo comhsheasmhach le torthaí Gill47 go gcuireann éifeacht an ábhair rutile ar inscorthacht slaig agus spásaire íseal leictreoidí brataithe le flosc aigéad le reo tapa slaig.Baineadh úsáid as caoilín sa chóras flux a úsáidtear chun leictreoidí E1 agus E2 a chóta mar bhealaidh, agus d'fheabhsaigh púdar talc easbhrúiteacht na leictreoidí.Cuireann ceanglóirí sileacáit photaisiam i gcórais flosc le hadhaint stua níos fearr agus cobhsaíocht feidhmíochta, agus, i dteannta a n-airíonna greamaitheacha, feabhsaíonn siad scaradh slaig i dtáirgí táthaithe.Ós rud é gur glanscorthóir é CaCO3 (scorthóir slaig) sa flosc agus go bhfuil claonadh ann go leor deataigh a ghiniúint le linn an táthú mar gheall ar dhianscaoileadh teirmeach isteach i CaO agus thart ar 44% CO2, cabhraíonn TiO2 (mar ghlan-thógálaí / iar-slag) an méid a laghdú. Deatach le linn táthú .táthú agus dá bhrí sin feabhas a chur ar inscorthacht slaig mar a mhol Jing et al.48.Is flosc ionsaitheach ceimiceach é Flux Fluairín (CaF2) a fheabhsaíonn glaineacht sádrála.Jastrzębska et al.Thuairiscigh 49 an éifeacht atá ag comhdhéanamh fluairíde an chomhdhéanamh flosca seo ar airíonna glaineachta táthaithe.De ghnáth, cuirtear flosc leis an limistéar táthú chun cobhsaíocht stua a fheabhsú, eilimintí cóimhiotail a chur leis, slaig a thógáil, táirgiúlacht a mhéadú, agus cáilíocht an linn táthú 50 a fheabhsú.
Na cuair TGA-DTG a thaispeántar i bhFíoracha.Léiríonn 2a agus 2b meáchain caillteanas trí chéim ar théamh sa raon teochta 30–1000°C in atmaisféar nítrigine.Léiríonn na torthaí i bhFíoracha 2a agus b go dtiteann cuar TGA díreach síos go dtí go n-éiríonn sé comhthreomhar leis an ais teochta, timpeall 866.49°C agus 849.10°C faoi seach, i gcás samplaí bunfhloscsa agus aigéadach samplaí.Tá meáchain caillteanas 1.30% agus 0.81% ag tús na gcuar TGA i bhFíor 2a agus 2b mar gheall ar an taise a ghlacann na comhpháirteanna flux, chomh maith le galú agus díhiodráitiú taise dromchla.Na príomh-dhianscaoileadh samplaí den phríomhfhlosc ag an dara agus an tríú céim i bhfíor.Tharla 2a sna raonta teochta 619.45°C–766.36°C agus 766.36°C–866.49°C, agus ba é an céatadán dá meáchain caillteanas ná 2.84 agus 9.48%., faoi seach.Agus do na samplaí flosc aigéadach i bhFíor 7b, a bhí sna raonta teochta 665.23°C–745.37°C agus 745.37°C–849.10°C, ba é a gcéatadán meáchain caillteanas ná 0.81 agus 6.73%, faoi seach, a cuireadh i leith dianscaoileadh teirmeach.Ós rud é go bhfuil na comhpháirteanna flux neamhorgánacha, tá na so-ghalaithe teoranta don mheascán flosc.Dá bhrí sin, tá laghdú agus ocsaídiú uafásach.Tá sé seo comhsheasmhach le torthaí Balogun et al.51, Kamli et al.52 agus Adeleke et al.53.Suim ollchaillteanas an tsampla flosc a breathnaíodh i bhfíor.Is ionann 2a agus 2b agus 13.26% agus 8.43%, faoi seach.Níos lú mais caillteanas samplaí flosc i bhfíor.Tá 2b mar gheall ar na pointí leá ard TiO2 agus SiO2 (1843 agus 1710 ° C faoi seach) mar na príomh-ocsaídí a chomhdhéanann an meascán flux54,55, agus tá leáphointí níos ísle ag TiO2 agus SiO2.leáphointe Ocsaíd phríomhúil: CaCO3 (825 °C) sa sampla flosc i bhfíor.2a56.Tá tuairisc mhaith ag Shi et al.54, Ringdalen et al.55 agus Du et al.56 ar na hathruithe seo ar leáphointe ocsaídí príomhúla i meascáin flosc.Ag breathnú ar meáchain caillteanas leanúnach i bhFíor 2a agus 2b, is féidir a thabhairt i gcrích go ndéantar dianscaoileadh aonchéime ar na samplaí flosca a úsáidtear sna bratuithe leictreoid E1 agus E2, mar a mhol Brown57.Is féidir raon teochta an phróisis a fheiceáil ó na cuair díorthacha (wt%) i bhfíor.2a agus b.Ós rud é nach féidir le cuar TGA cur síos cruinn a dhéanamh ar an teocht shonrach ag a ndéantar athrú céimneach agus criostalaithe ar an gcóras flosc, úsáidtear an díorthach TGA chun luach teocht cruinn gach feiniméan (athrú céime) a chinneadh mar bhuaic inteirmeach chun an córas flosc a ullmhú.
Cuair TGA-DTG a thaispeánann dianscaoileadh teirmeach (a) flosc alcaileach do bhratú leictreoid E1 agus (b) flosc aigéadach do bhratú leictreoid E2.
Taispeánann Tábla 4 torthaí anailíse speictrophotiméadracha agus anailís SEM-EDS ar bhunmhiotal DSS 2205 agus welds a rinneadh ag baint úsáide as leictreoidí E1, E2 agus C.Léirigh E1 agus E2 gur tháinig laghdú géar ar ábhar cróimiam (Cr) go 18.94 agus 17.04%, agus ba é an t-ábhar moluibdín (Mo) 0.06 agus 0.08%, faoi seach.tá luachanna welds le leictreoidí E1 agus E2 níos ísle.Tá sé seo beagán i gcomhréir leis an luach PREN ríofa don chéim fheiritít-austenític ón anailís SEM-EDS.Mar sin, is féidir a fheiceáil go dtosaíonn pitting ag an gcéim le luachanna PREN íseal (welds ó E1 agus E2), go bunúsach mar a thuairiscítear i dTábla 4. Tá sé seo ina tháscaire ar ídiú agus deascadh féideartha an chóimhiotail sa weld.Ina dhiaidh sin, léirítear i dTábla 4 an laghdú ar ábhar na n-eilimintí cóimhiotail Cr agus Mo i welds a tháirgtear trí úsáid a bhaint as leictreoidí E1 agus E2 agus a luachanna coibhéiseacha pitting íseal (PREN), rud a chruthaíonn fadhb maidir le friotaíocht a choinneáil i dtimpeallachtaí ionsaitheach, go háirithe. i dtimpeallachtaí clóiríd.- timpeallacht ina bhfuil.D'fhéadfadh go mbeadh tionchar dearfach ag an ábhar nicil sách ard (Ni) de 11.14% agus an teorainn incheadaithe ar ábhar mangainéise sna hailt táthaithe de na leictreoidí E1 agus E2 ar airíonna meicniúla táthaithe a úsáidtear i gcoinníollacha insamhladh uisce farraige (Fíor 3). ).Baineadh úsáid as obair Yuan agus Oy58 agus Jing et al.48 ar éifeacht na gcomhdhéanamh ard-nicile agus mangainéise ar fheabhas a chur ar airíonna meicniúla struchtúir táthaithe DSS faoi choinníollacha oibriúcháin dian.
Torthaí tástála teanntachta le haghaidh (a) UTS agus 0.2% sag YS agus (b) fadaithe aonfhoirmeach agus iomlán agus a gcuid diallais caighdeánacha.
Rinneadh measúnú ar airíonna neart an bhunábhair (BM) agus na hailt táthaithe déanta as na leictreoidí forbartha (E1 agus E2) agus leictreoid atá ar fáil ar bhonn tráchtála (C) ag dhá shruth táthaithe éagsúla 90 A agus 110 A. 3(a) agus (b) UTS, YS a thaispeáint le fritháireamh 0.2%, mar aon lena sonraí fadaithe agus diall caighdeánach.Na torthaí fritháirimh UTS agus YS de 0.2% a fuarthas ó Figs.3a taispeáin na luachanna is fearr le haghaidh sampla uimh.1 (BM), sampla uimh.3 (weld E1), sampla uimh.5 (weld E2) agus sampla uimh.Is é 6 (táthú le C) ná 878 agus 616 MPa, 732 agus 497 MPa , 687 agus 461 MPa agus 769 agus 549 MPa, faoi seach, agus a gcuid diallais caighdeánacha faoi seach.Ó fig.110 A) is samplaí iad 1, 2, 3, 6 agus 7, faoi seach, a bhfuil íos-airíonna teanntachta acu ar mó iad ná 450 MPa sa tástáil teanntachta agus 620 MPa sa tástáil teanntachta atá molta ag Grocki32.Fadú eiseamail táthú le leictreoidí E1, E2 agus C, arna léiriú ag samplaí Uimh. 2, Uimh. 3, Uimh. 4, Uimh. 5, Uimh. 6 agus Uimh. 7, ag sruthanna táthú 90 A agus 110 A, faoi ​​seach, léiríonn plasticity agus macántacht.maidir le bunmhiotail.Míníodh an fadú níos ísle ag lochtanna táthúcháin féideartha nó comhdhéanamh an fhlosc leictreoid (Fíor 3b).Is féidir a thabhairt i gcrích go bhfuil airíonna teanntachta i bhfad níos airde ag cruach dhosmálta déphléacsacha BM agus hailt táthaithe le leictreoidí E1, E2 agus C i gcoitinne mar gheall ar a n-ábhar nicil sách ard (Tábla 4), ach breathnaíodh an mhaoin seo i hailt táthaithe.Faightear E2 nach bhfuil chomh héifeachtach ó chomhdhéanamh aigéadach an fhlosc.Léirigh Gunn59 éifeacht cóimhiotail nicil ar fheabhas a chur ar airíonna meicniúla na n-alt táthaithe agus ar rialú cothromaíochta céime agus dáileadh eilimint.Deimhníonn sé seo arís go bhfuil airíonna meicniúla níos fearr ag leictreoidí déanta as comhdhéanaimh sreabha bunúsacha ná leictreoidí a dhéantar as meascáin flosc aigéadacha, mar a mhol Bang et al.60.Mar sin, cuireadh go mór leis an eolas atá ann faoi airíonna an chomhpháirteach táthaithe den leictreoid brataithe nua (E1) a bhfuil dea-airíonna teanntachta aige.
Ar fig.Léiríonn Fíoracha 4a agus 4b tréithe microhardness Vickers de shamplaí turgnamhacha na n-alt táthaithe de leictreoidí E1, E2 agus C. Taispeánann 4a na torthaí cruas a fhaightear ó threoir amháin den sampla (ó WZ go BM), agus i bhfíor.Taispeánann 4b na torthaí cruas a fuarthas ar an dá thaobh den sampla.Is féidir na luachanna cruas a fhaightear le linn táthú samplaí Uimh. 2, 3, 4 agus 5, atá ina n-alt táthaithe le leictreoidí E1 agus E2, a bheith mar gheall ar an struchtúr garbh-ghráin le linn solidification i dtimthriallta táthú.Breathnaíodh méadú géar ar chruas sa HAZ garbh-ghráin agus i HAZ mínghráin na samplaí go léir Uimh. 2-7 (féach cóid samplacha i dTábla 2), ar féidir a mhíniú trí athrú féideartha ar mhicrstruchtúr tá an táthú mar thoradh ar shamplaí cróimiam-weld saibhir i n-astuithe (Cr23C6).I gcomparáid le samplaí táthú eile 2, 3, 4 agus 5, luachanna cruas na n-alt táthaithe de shamplaí Uimh. 6 agus 7 i bhFíor.4a agus 4b thuas (Tábla 2).De réir Mohammed et al.61 agus Nowacki agus Lukoje62, d'fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar an luach ard ferrite δ agus an strus iarmharach spreagtha sa táthú, chomh maith le ídiú na n-eilimintí cóimhiotalaithe mar Mo agus Cr sa weld.Is cosúil go bhfuil luachanna cruas na samplaí turgnamhacha uile a mheastar i réimse BM comhsheasmhach.Tá an treocht i dtorthaí anailís chruas ar eiseamail táthaithe comhsheasmhach le conclúidí taighdeoirí eile61,63,64.
Luachanna cruas na n-alt táthaithe d’eiseamail DSS (a) leathghearradh na n-eiseamal táthaithe agus (b) gearradh iomlán na n-alt táthaithe.
Fuarthas na céimeanna éagsúla atá i láthair sa DSS 2205 táthaithe le leictreoidí E1, E2 agus C agus taispeántar an speictream XRD don uillinn díraonta 2\(\theta\) i bhFíor 5. Buaiceanna austenít (\(\gáma\) ) agus céimeanna ferrite (\(\ alfa\)) ag uillinneacha díraonta 43 ° agus 44 °, ag dearbhú go cinntitheach gurb é cruach dhosmálta dhá chéim 65 an comhdhéanamh táthú.nach léiríonn DSS BM ach na céimeanna austenític (\(\gáma\)) agus feiríteacha (\(\alfa\)), rud a dhearbhaíonn na torthaí micreastruchtúrtha a chuirtear i láthair i bhFíoracha 1 agus 2. 6c, 7c agus 9c.Tá an chéim ferritach (\(\ alfa\)) a breathnaíodh le DSS BM agus an buaic ard sa táthú go leictreoid C ina tháscaire ar a fhriotaíocht creimeadh, toisc go bhfuil sé mar aidhm ag an gcéim seo friotaíocht creimeadh an chruach a mhéadú, mar atá ag Davison agus Redmond66. luaite, cobhsaíonn láithreacht eilimintí cobhsaíochta ferrite, mar shampla Cr agus Mo, scannán éighníomhach an ábhair i dtimpeallachtaí ina bhfuil clóiríd.Taispeánann Tábla 5 an chéim ferrite-austenític de réir miotalóireacht chainníochtúil.Baintear amach thart ar (≈1:1) an cóimheas idir an codán toirte den chéim ferrite-austenític sna hailt táthaithe den leictreoid C.Léiríonn comhdhéanamh céime ferrite íseal (\(\ alfa\)) de tháthú ag baint úsáide as leictreoidí E1 agus E2 sna torthaí codáin toirte (Tábla 5) íogaireacht fhéideartha do thimpeallacht chreimneach, rud a deimhníodh le hanailís leictriceimiceach.deimhnithe (Fíor 10a,b)), ós rud é go soláthraíonn an chéim ferrite ard-neart agus cosaint i gcoinne scoilteadh creimeadh struis de bharr clóiríd.Deimhnítear é seo tuilleadh leis na luachanna cruas íseal a breathnaíodh i welds leictreoidí E1 agus E2 i bhfíor.4a,b, is cúis leis an gcion íseal de ferrite sa struchtúr cruach (Tábla 5).Léiríonn láithreacht na gcéimeanna neamhchothromaithe austenític (\(\gáma\)) agus feiriticiúla (\(\ alfa\)) sna hailt táthaithe ag baint úsáide as leictreoidí E2 leochaileacht iarbhír cruach d'ionsaí creimeadh aonfhoirmeach.Ar a mhalairt, léiríonn an speictream XPA de steels dhá chéim de joints táthaithe le leictreoidí E1 agus C, chomh maith le torthaí BM, láithreacht na n-eilimintí cobhsaithe austenitic agus ferritach, rud a fhágann go bhfuil an t-ábhar úsáideach i dtógáil agus sa tionscal peitriceimiceach. , toisc gur áitigh Jimenez et al.65;Davidson & Redmond66;Shamant agus daoine eile67.
Micreagraif optúla d’alt táthaithe de leictreoidí E1 le céimseataí táthaithe éagsúla: (a) HAZ a thaispeánann an líne chomhleá, (b) HAZ a thaispeánann an líne chomhleá ag formhéadú níos airde, (c) BM don chéim fheirríteach-austenític, (d) céimseata táthaithe , ( e) Taispeánann sé an crios trasdultach in aice láimhe, (f) Taispeánann HAZ an chéim fheiritít-austenític ag formhéadú níos airde, (g) Taispeánann crios táthúcháin an chéim fheiritíteach-austenític Céim teanntachta.
Déanann micreagraif optúla de tháthú leictreoid E2 ag céimseataí táthaithe éagsúla: (a) HAZ a thaispeánann an líne chomhleá, (b) HAZ a thaispeánann an líne chomhleá ag formhéadú níos airde, (c) BM don chéim toirte feirití-austenític, (d) céimseata táthúcháin, (e) (e) a thaispeánann an crios trasdula sa chomharsanacht, (f) HAZ a thaispeánann an phas ferritic-austenític ag formhéadú níos airde, (g) crios táthaithe a thaispeánann an phas ferritic-austenític.
Léiríonn Fíoracha 6a–c agus, mar shampla, struchtúr miotalagrafach na n-alt DSS a táthaithe ag baint úsáide as leictreoid E1 ag céimseataí táthúcháin éagsúla (Fíor 6d), ag léiriú cá háit ar tógadh na micreagraif optúla ar mhéaduithe éagsúla.Ar fig.6a, b, f – criosanna trasdula na n-alt táthaithe, a thaispeánann an struchtúr cothromaíochta céime de chuid feirít-austenít.Léiríonn figiúirí 7a-c agus mar shampla freisin an OM de chomhpháirteach DSS táthaithe ag baint úsáide as leictreoid E2 ag céimseataí táthú éagsúla (Fíor 7d), a léiríonn na pointí anailíse OM ag méadaithe éagsúla.Ar fig.Taispeánann 7a,b,f crios trasdula alt táthaithe i gcothromaíocht fheiritít-austenític.Taispeántar OM sa chrios táthú (WZ) i bhfíor.1 agus fig.2. Welds le haghaidh leictreoidí E1 agus E2 6g agus 7g, faoi seach.Taispeántar OM ar BM i bhFíoracha 1 agus 2. I bhfíor.Léiríonn 6c, e agus 7c, e cás na n-alt táthaithe le leictreoidí E1 agus E2, faoi seach.Is é an limistéar solais an chéim austenític agus is é an limistéar dorcha dubh an chéim ferrite.Léirigh cothromaíocht chéim sa chrios teas-tionchar (HAZ) in aice leis an líne comhleá foirmiú deascáin Cr2N, mar a thaispeántar sna micreagraif SEM-BSE i bhFíoracha.8a,b agus dearbhaithe i bhfíor.9a,b.Láithreacht Cr2N a breathnaíodh sa chéim ferrite de na samplaí i bhFíoracha.8a,b agus deimhnithe ag anailís phointe SEM-EMF agus léaráidí líne EMF de chodanna táthaithe (Fíor 9a-b), mar gheall ar an teocht teasa táthú níos airde.Luathaíonn cúrsaíocht tabhairt isteach cróimiam agus nítrigine, toisc go n-ardóidh teocht ard sa weld comhéifeacht idirleata nítrigine.Tacaíonn na torthaí seo le staidéir a rinne Ramirez et al.68 agus Herenyu et al.69 a thaispeánann, beag beann ar ábhar nítrigine, go ndéantar Cr2N a thaisceadh de ghnáth ar ghráin ferrite, ar theorainneacha gráin, agus ar theorainneacha α/\(\ gamma\), mar a mholann freisin ag taighdeoirí eile.70.71.
(a) spotanailís SEM-EMF (1, 2 agus 3) ar alt táthaithe le E2;
Léirítear moirfeolaíocht dhromchla na samplaí ionadaíocha agus a gcuid EMFanna comhfhreagracha i bhFíoracha.10a–c.Ar fig.Taispeánann Fíoracha 10a agus 10b micreagraif SEM agus a speictream EMF d'alt táthaithe ag baint úsáide as leictreoidí E1 agus E2 sa chrios táthú, faoi seach, agus i bhfíor.Taispeánann 10c micreagraif SEM agus speictream EMF de OM ina bhfuil céimeanna austenític (\(\ gamma\)) agus ferrite (\(\ alfa\)) gan aon deascán.Mar a léirítear sa speictream EDS i bhFíor 10a, tugann céatadán Cr (21.69 wt.%) agus Mo (2.65 wt.%) i gcomparáid le 6.25 wt.% Ni tuiscint ar chothromaíocht chomhfhreagrach na céime ferrite-austenític.Microstructure le laghdú ard ar an ábhar cróimiam (15.97 wt.%) agus moluibdín (1.06 wt.%) i gcomparáid le cion ard de nicil (10.08 wt.%) i microstructure an comhpháirteach táthaithe de leictreoid E2, a thaispeántar i fig.1. Déan comparáid idir.Speictream EMF 10b.An cruth aigéadach le struchtúr austenític níos míne le feiceáil sa WZ a thaispeántar i bhfíor.Deimhníonn 10b ídiú féideartha na n-eilimintí ferritizing (Cr agus Mo) sa táthú agus deascadh nítríde cróimiam (Cr2N) - an chéim austenític.Deimhníonn dáileadh na gcáithníní deascadh feadh theorainneacha na gcéimeanna austenític (\(\gáma\)) agus feirríteacha (\(\alfa\)) na n-alt táthaithe DSS an ráiteas seo72,73,74.Mar thoradh air seo freisin go bhfuil a fheidhmíocht creimeadh bocht, ós rud é go meastar gurb é Cr an phríomhghné chun scannán éighníomhach a fhoirmiú a fheabhsaíonn friotaíocht creimeadh áitiúil steel59,75 mar a thaispeántar i bhFíor 10b.Is féidir a fheiceáil go léiríonn an BM sa mhicreagraf SEM i bhFíor 10c mionchoigeartú láidir gráin mar a léiríonn a thorthaí speictrim EDS Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) agus Ni (6.32 wt).%) airíonna ceimiceacha maith.%) mar eilimint chóimhiotail thábhachtach chun micreastruchtúr cothromaíochta na céime ferrite-austenític de struchtúr DSS76 a sheiceáil.Tugann torthaí na hanailíse speictreascópacha EMF comhdhéanaimh ar na hailt táthaithe den leictreoid E1 údar lena n-úsáid i dtógáil agus i dtimpeallachtaí beagán ionsaitheach, ós rud é go gcomhlíonann na foirmithe austenític agus na cobhsaitheoirí ferrite sa mhicreastruchtúr caighdeán DSS AISI 220541.72 le haghaidh hailt táthaithe, 77.
Micreagraif SEM d’alt táthaithe, áit a bhfuil (a) leictreoid E1 den chrios táthúcháin speictream EMF, (b) go bhfuil speictream EMF ag leictreoid E2 den chrios táthaithe, (c) go bhfuil speictream EMF ag OM.
Go praiticiúil, tá sé tugtha faoi deara go soladaíonn welds DSS i mód go hiomlán ferritic (F-mód), le núicléis austenític ag núicléasú faoi bhun na teochta ferritach solvus, atá ag brath go príomha ar an gcóimheas coibhéiseach idir cróimiam agus nicil (Creq/Nieq) (> Is éard atá i 1.95 mód F) Thug roinnt taighdeoirí faoi deara an éifeacht seo de chruach mar gheall ar chumas idirleata láidir Cr agus Mo mar eilimintí foirmithe ferrite sa chéim ferrite8078,79.Is léir go bhfuil méid ard Cr agus Mo (léiriú Creq níos airde) ag DSS 2205 BM, ach go bhfuil cion Ni níos ísle aige ná an táthú le leictreoidí E1, E2 agus C, rud a chuireann le cóimheas Creq/Nieq níos airde.Tá sé seo soiléir freisin sa staidéar reatha, mar a léirítear i dTábla 4, áit ar socraíodh an cóimheas Creq/Nieq do DSS 2205 BM os cionn 1.95.Is féidir a fheiceáil go cruaíonn welds le leictreoidí E1, E2 agus C i mód austenític-ferritach (modh AF), mód austenític (modh A) agus modh feiritíteach-austenític, faoi seach, mar gheall ar ábhar níos airde mód mód (modh FA). .), mar a thaispeántar i dTábla 4, is lú an t-ábhar Ni, Cr agus Mo sa táthú, rud a léiríonn go bhfuil an cóimheas Creq/Nieq níos ísle ná an cóimheas BM.Bhí moirfeolaíocht ferrite vermicular ag an bpríomhfheirít sna welds leictreoid E2 agus ba é 1.20 an cóimheas cinnte Creq/Nieq mar a thuairiscítear i dTábla 4.
Ar fig.Taispeánann 11a Poitéinseal Ciorcaid Oscailte (OCP) in aghaidh an ama le haghaidh struchtúr cruach AISI DSS 2205 i réiteach NaCl 3.5%.Is féidir a fheiceáil go n-aistríonn cuar ORP i dtreo poitéinseal níos dearfaí, rud a léiríonn cuma scannán éighníomhach ar dhromchla an tsampla miotail, léiríonn laghdú ar acmhainneacht creimeadh ginearálaithe, agus léiríonn poitéinseal beagnach leanúnach le himeacht ama foirmiú a. Scannán éighníomhach le himeacht ama., Tá dromchla an tsampla cobhsaí agus tá Greamaitheach 77. Léiríonn na cuair na foshraitheanna turgnamhacha faoi choinníollacha cobhsaí do gach sampla i leictrilít ina bhfuil réiteach NaCl 3.5%, ach amháin sampla 7 (weld comhpháirteach le C-leictreoid), rud a léiríonn éagobhsaíocht beag.Is féidir an éagobhsaíocht seo a chur i gcomparáid le láithreacht na n-ian clóiríd (Cl-) i dtuaslagán, rud a d'fhéadfadh an t-imoibriú creimeadh a luathú go mór, rud a mhéadaíonn an méid creimeadh.Léirigh tuairimí le linn scanadh OCP gan acmhainneacht fheidhmeach gur féidir le Cl san imoibriú difear a dhéanamh ar fhriotaíocht agus ar chobhsaíocht teirmidinimice na samplaí i dtimpeallachtaí ionsaitheach.Ma et al.81 agus Lotho et al.Dheimhnigh 5 an t-éileamh go bhfuil ról ag Cl- chun díghrádú scannán éighníomhach ar fhoshraitheanna a luathú, rud a chuireann le caitheamh breise.
Anailís leictriceimiceach ar na samplaí a ndearnadh staidéar orthu: (a) éabhlóid an RSD ag brath ar an am agus (b) polarú potentiodinimiciúil na samplaí i dtuaslagán NaCl 3.5%.
Ar fig.Cuireann 11b i láthair anailís chomparáideach ar chuair pholaraithe potentiodinimiciúla (PPC) na n-alt táthaithe de leictreoidí E1, E2 agus C faoi thionchar réiteach NaCl 3.5%.Léirigh samplaí BM Táthaithe i PPC agus réiteach 3.5% NaCl iompar éighníomhach.Taispeánann Tábla 5 paraiméadair anailíse leictriceimiceach na samplaí a fhaightear ó chuair PPC, mar shampla Ecorr (acmhainneacht creimthe) agus Epit (acmhainneacht creimthe pitting) agus na diallais a bhaineann leo.I gcomparáid le samplaí eile Uimh. 2 agus Uimh. 5, táthaithe le leictreoidí E1 agus E2, léirigh samplaí Uimh. 1 agus Uimh. 7 (BM agus hailt táthaithe le leictreoid C) poitéinseal ard creimeadh pitting i réiteach NaCl (Fíor 11b). ).Tá airíonna pasivating níos airde an chéad cheann i gcomparáid leis an dara ceann mar gheall ar chothromaíocht chomhdhéanamh microstructural an chruach (céimeanna austenític agus ferriteacha) agus tiúchan na n-eilimintí cóimhiotalach.Mar gheall ar láithreacht céimeanna ferrite agus austenític sa mhicrstruchtúr, tá Resendea et al.Thacaigh 82 le hiompar éighníomhach DSS sna meáin ionsaitheacha.Is féidir le feidhmíocht íseal samplaí táthaithe le leictreoidí E1 agus E2 a bheith bainteach le ídiú na bpríomhghnéithe cóimhiotail, mar shampla Cr agus Mo, sa chrios táthú (WZ), ós rud é go gcobhsaíonn siad an chéim ferrite (Cr agus Mo), gníomhú mar pasivators Cóimhiotail sa chéim austenític de steels ocsaídithe.Tá éifeacht na n-eilimintí seo ar fhriotaíocht pollta níos mó sa chéim austenític ná sa chéim ferritach.Ar an ábhar seo, téann an chéim ferritach faoi pasivation níos tapúla ná an chéim austenític a bhaineann leis an gcéad réigiún pasivation den chuar polaraithe.Tá tionchar suntasach ag na heilimintí seo ar fhriotaíocht piteála DSS mar gheall ar a bhfriotaíocht pitting níos airde sa chéim austenític i gcomparáid leis an gcéim ferritach.Dá bhrí sin, tá pasivation tapa na céime ferrite 81% níos airde ná sin na céime austenític.Cé go bhfuil tionchar diúltach láidir ag tuaslagán Cl- ar chumas éighníomhach an scannáin chruach83.Dá bhrí sin, laghdófar cobhsaíocht scannán éighníomhach an tsampla go mór84.Ó Tábla.Léiríonn 6 freisin go bhfuil an acmhainneacht creimeadh (Ecorr) na n-alt táthaithe le leictreoid E1 beagán níos lú cobhsaí i réiteach i gcomparáid le hailt táthaithe le leictreoid E2.Deimhnítear é seo freisin le luachanna íseal cruas welds ag baint úsáide as leictreoidí E1 agus E2 i bhfíor.4a,b, atá mar gheall ar an cion íseal de ferrite (Tábla 5) agus an cion íseal de cróimiam agus moluibdín (Tábla 4) sa struchtúr cruach déanta as.Is féidir a thabhairt i gcrích go n-ardóidh friotaíocht creimeadh steels sa timpeallacht mhuirí insamhlaithe le laghdú ar an sruth táthúcháin agus go laghdaítear le hábhar íseal Cr agus Mo agus ábhar íseal ferrite.Tá an ráiteas seo comhsheasmhach le staidéar a rinne Salim et al.85 ar éifeacht paraiméadair táthú cosúil le sruth táthú ar shláine creimeadh steels táthaithe.De réir mar a théann clóiríd isteach sa chruach trí bhealaí éagsúla cosúil le hionsú agus idirleathadh ribeach, cruthaítear claiseanna (creimeadh pitting) de chruth agus doimhneacht míchothrom.Tá an mheicníocht difriúil go mór i réitigh pH níos airde ina bhfuil na grúpaí máguaird (OH-) á mealladh go simplí chuig an dromchla cruach, ag cobhsú an scannáin éighníomhacha agus ag soláthar cosaint bhreise don dromchla cruach25,86.Is é an friotaíocht creimeadh is fearr de shamplaí Uimh. 1 agus Uimh. 7 go príomha mar gheall ar an láithreacht sa struchtúr cruach de líon mór δ-ferrite (Tábla 5) agus cuid mhór de Cr agus Mo (Tábla 4), ós rud é an Tá leibhéal creimeadh pitting i láthair go príomha i cruach, táthaithe ag an modh DSS, i struchtúr austenitic-chéim na gcodanna.Mar sin, tá ról cinntitheach ag comhdhéanamh ceimiceach an chóimhiotail i bhfeidhmíocht creimeadh an chomhpháirteach táthaithe87,88.Ina theannta sin, tugadh faoi deara gur léirigh na heiseamail a táthaithe ag baint úsáide as na leictreoidí E1 agus C sa staidéar seo luachanna Ecorr níos ísle ó na cuair PPC ná iad siúd a táthaithe ag baint úsáide as an leictreoid E2 ó na cuair OCP (Tábla 5).Dá bhrí sin, tosaíonn an réigiún anóid ag poitéinseal níos ísle.Tá an t-athrú seo go príomha mar gheall ar chobhsú páirteach an chiseal pasivation a foirmíodh ar dhromchla an tsampla agus an polarú cathodic a tharlaíonn sula mbaintear amach cobhsú iomlán OCP89.Ar fig.Taispeánann 12a agus b íomhánna próifílithe optúla 3D d'eiseamail creimthe go turgnamhach faoi choinníollacha táthúcháin éagsúla.Is féidir a fheiceáil go n-ardaíonn méid creimeadh pitting na n-eiseamal leis an acmhainneacht creimthe pollta níos ísle cruthaithe ag an sruth táthú ard de 110 A (Fíor 12b), atá inchomparáide leis an méid creimthe pitting a fhaightear le haghaidh welds le cóimheas reatha táthú níos ísle de. 90 A. (Fig. 12a).Deimhníonn sé seo éileamh Mohammed90 go gcruthaítear bannaí duillín ar dhromchla an tsampla chun an scannán pasivation dromchla a scriosadh tríd an tsubstráit a nochtadh do thuaslagán NaCl 3.5% ionas go dtosaíonn an clóiríd ag ionsaí, rud a fhágann go dtuaslagann an t-ábhar.
Léiríonn anailís SEM-EDS i dTábla 4 go bhfuil luachanna PREN gach céim austenític níos airde ná iad siúd de ferrite i ngach welds agus BM.Má chuirtear tús le polladh ag an gcomhéadan ferrite/austenít, cuirtear dlús le scrios an chiseal ábhair éighníomhach mar gheall ar neamhaonchineálacht agus deighilt na n-eilimintí a tharlaíonn sna réimsí seo91.Murab ionann agus an chéim austenític, áit a bhfuil an luach coibhéiseach friotaíochta pitting (PRE) níos airde, tá tionscnamh pitting sa chéim ferritach mar gheall ar an luach PRE níos ísle (Tábla 4).Is cosúil go bhfuil méid suntasach de chobhsaitheoir austenític (tuaslagthacht nítrigine) sa chéim austenític, a sholáthraíonn tiúchan níos airde den eilimint seo agus, dá bhrí sin, friotaíocht níos airde le pitting92.
Ar fig.I bhFíor 13 taispeántar cuair chriticiúla teochta pollta le haghaidh táthaithe E1, E2, agus C.Ós rud é gur mhéadaigh an dlús reatha go 100 µA/cm2 de bharr pollta le linn na tástála ASTM, is léir gur léirigh an táthú @110A le E1 íosteocht chriticiúil pollta de 27.5°C agus ina dhiaidh sin léiríonn sádráil E2 @ 90A CPT de 40 °C, agus i gcás C@110A is é 41°C an CPT is airde.Aontaíonn na torthaí a breathnaíodh go maith le torthaí breathnaithe na dtástálacha polarúcháin.
Rinneadh imscrúdú ar airíonna meicniúla agus ar iompar creimthe táthaithe cruach dhosmálta déphléacsacha ag baint úsáide as na leictreoidí E1 agus E2 nua.Rinneadh an leictreoid alcaileach (E1) agus an leictreoid aigéadach (E2) a úsáidtear sa phróiseas SMAW a chótáil go rathúil le comhdhéanamh flux le cóimheas clúdach foriomlán de 1.7 mm agus innéacs alcaileach de 2.40 agus 0.40, faoi seach.Tá luacháil déanta ar chobhsaíocht theirmeach na sreabhán a ullmhaítear trí úsáid a bhaint as TGA i meán támh.Chuir láithreacht ard-ábhar TiO2 (%) sa mhaitrís flosc feabhas ar bhaint slaig táthaithe le haghaidh leictreoidí atá brataithe le flosc aigéadach (E2) i gcomparáid le leictreoidí atá brataithe le flosc bunúsach (E1).Cé go bhfuil cumas tosaithe stua maith ag an dá leictreoid brataithe (E1 agus E2).Tá ról ríthábhachtach ag coinníollacha táthúcháin, go háirithe ionchur teasa, sruth táthaithe agus luas, maidir le cothromaíocht chéim austenític / ferrite welds DSS 2205 a bhaint amach agus airíonna meicniúla den scoth an táthú.Léirigh na hailt táthaithe leis an leictreoid E1 airíonna teanntachta den scoth (lomadh 0.2% YS = 497 MPa agus UTS = 732 MPa), ag dearbhú go bhfuil innéacs ard-bhunúsacht ag na leictreoidí brataithe flux bunúsacha i gcomparáid leis na leictreoidí brataithe flux aigéad.Léiríonn leictreoidí airíonna meicniúla níos fearr le alcaileacht íseal.Is léir nach bhfuil aon chothromaíocht den chéim ferrite-austenític sna hailt táthaithe leictreoidí le sciath nua (E1 agus E2), a nochtadh trí úsáid a bhaint as anailís OES agus SEM-EDS ar an táthú agus arna chainníochtú ag an gcodán toirte i an táthú.Dhearbhaigh miotalóireacht a staidéar SEM.micreastruchtúir.Tá sé seo go príomha mar gheall ar ídiú na n-eilimintí cóimhiotail ar nós Cr agus Mo agus scaoileadh féideartha Cr2N le linn táthú, atá deimhnithe ag scanadh líne EDS.Tugtar tacaíocht bhreise dó seo ag na luachanna cruas íseal a breathnaíodh i welds le leictreoidí E1 agus E2 mar gheall ar a gcion íseal d'eilimintí ferrite agus cóimhiotail sa struchtúr cruach.Bhí Poitéinseal Creimthe Fianaise (Ecorr) na welds ag baint úsáide as an leictreoid E1 beagán níos lú resistant a chreimeadh réitigh i gcomparáid leis na welds ag baint úsáide as an leictreoid E2.Deimhníonn sé seo éifeachtacht na leictreoidí nuafhorbartha i táthaithe a tástáladh i dtimpeallacht NaCl 3.5% gan comhdhéanamh cóimhiotal meascán flosc.Is féidir a thabhairt i gcrích go n-ardóidh an friotaíocht creimeadh sa timpeallacht mhuirí insamhlaithe le laghdú ar an sruth táthú.Mar sin, míníodh deascadh cairbídí agus nítrídí agus an laghdú ina dhiaidh sin ar fhriotaíocht creimeadh na n-alt táthaithe ag baint úsáide as leictreoidí E1 agus E2 le sruth táthú méadaithe, rud a d'eascair éagothroime i gcomhardú céim na n-alt táthaithe ó steels déchuspóireacha.
Arna iarraidh sin, soláthróidh an t-údar faoi seach sonraí don staidéar seo.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. agus Liimatainen J. Microstructure déanta as cruach dhosmálta Super déphléacsacha déanta ag miotalóireacht púdair brú isostatach te i cóireála teasa tionsclaíoch.Miotal.alma mater.trance.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. agus Kitagawa Y. Rialú micreastruchtúr chun cruach dhosmálta nua-aimseartha a chomhcheangal.In Ábhair Nua a Phróiseáil le haghaidh Ardfhuinnimh Leictreamaighnéadacha, 419–422 (2005).
Smook O. Micreastruchtúr agus airíonna steels dhosmálta sárdhéphléacsacha de mhiotaleolaíocht púdair nua-aimseartha.An Institiúid Ríoga Teicneolaíochta (2004)
Lotto, TR agus Babalola, P. Iompar Creimeadh Polarization agus Anailís Microstructural ar Chomhchodanna Maitrís Alúmanam agus Sileacain Carbide AA1070 ag Comhchruinnithe Aigéad Clóiríd.Innealtóir áititheach.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. agus Ferro P. Próiseas táthú, athrú microstructural agus airíonna deiridh de dhéphléacsacha agus super déphléacsacha steels dhosmálta.Cruach dhosmálta déphléacsacha 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. agus Karaaslan A. Tionchar ama annealaithe agus ráta fuaraithe ar an bpróiseas sil-leagan i steels dhá chéim atá resistant le creimeadh.Miotal.an eolaíocht.cóireáil teasa.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S agus Ravi K. Forbairt cruach dhosmálta déphléacsacha (LDSS) a bhfuil airíonna meicniúla agus creimthe den scoth acu sa tsaotharlann.alma mater chun cinn.umar stórála.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. agus Isgor OB Airíonna mhiotaleolaíocha agus leictriceimiceacha de chiseal sárdhéphléacsacha cumhdaigh cruach dhosmálta ar fhoshraitheanna cruach éadrom a fhaightear trí chóimhiotalú léasair i gciseal púdair.an eolaíocht.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. agus Kuroda, K. Iarrachtaí nicil a shábháil i steels dhosmálta austenitic.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. agus Gonome F. Sraith nua de steels dhosmálta déphléacsacha lean a fhorbairt.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Tuarascáil Theicniúil Uimh. 126 (2021).