مجله علمی-پژوهشی علوم و فناوری جوشکاری ایران

در این پژوهش تاثیر دما بر ریزساختار و لایه واکنشی در فصل مشترک لایه میانی Ti و فلز پایه مربوط به اتصال نفوذی آلیاژ زیرکونیوم 702 به فولاد کم‌آلیاژ A516 بررسی شد. اتصال  با استفاده از تکنیک اتصال نفوذی پلاسمای جرقه‌زن در دماهای ۹۰۰، ۹۵۰ و ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد و مدت زمان ۳۰ دقیقه انجام گردید. به منظور بررسی ریزساختار فصل مشترک اتصال از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به آنالیز EDS استفاده شد. بررسی‌های میکروسکوپی نشان داد که در همه دماها با وجود نفوذ متقابل اتم‌ها و تشکیل لایه واکنشی مناسب بین لایه ‌میانی تیتانیوم و فلزپایه زیرکونیوم، هیچ‌گونه فاز بین‌فلزی، ترک، حفره و ناپیوستگی در فصل مشترک آن‌ها تشکیل نگردیده است. در فصل‌مشترک اتصال سه فاز محلول جامد (a+b)_(Zr,Ti) وb_(Ti,Zr)  وa_(Ti,Zr) شناسایی شدند. مشخص گردید که با افزایش دمای اتصال، فازها و ترکیبات جدید در فصل مشترک تشکیل نگردیده ولی ضخامت لایه واکنشی افزایش یافته است. اندازه‌گیری ضخامت لایه واکنشی نشان داد که بیشترین میزان نفوذ معادل  84 میکرون در دمای  ^oC۱۰۰۰ و کمترین میزان  نفوذ معادل 64 میکرون در دمای  ^oC۹۰۰ صورت گرفته است.
 

هدف از انجام این پژوهش، بررسی تأثیر عملیات حرارتی فرا پیرسازی دو مرحله ای بر ریزساختار و رفتار خوردگی حفره‌ای ناحیه اتصال فولاد زنگ نزن 17-4PH می‌باشد. بدین منظور این فولاد پیش از جوشکاری تحت عملیات حرارتی آنیل انحلالی در دمای 1035 درجه سانتی‌گراد به مدت یک ساعت قرار گرفت. سپس جوشکاری قوس تنگستن-گاز (GTAW) به وسیله فلزپرکننده هم جنس ER630 انجام شد. پس از آن، بخشی از قطعه جوشکاری شده، تحت عملیات حرارتی فراپیرسازی دو مرحله ای قرار گرفت. ریزساختار و مقاومت به خوردگی ناحیه جوش، پس از عملیات فراپیرسازی دو مرحله‌ای، مورد بررسی و آزمون قرار گرفت و  با رفتار جوش در حالت as-weld مقایسه گردید. بررسی‌‌های ریزساختاری نشان داد که فراپیرسازی دو مرحله‌ای ناحیه جوش منجر به تمپر شدن ریزساختار مارتنزیتی و تشکیل آستنیت برگشتی بیشتر و نیز تشکیل فریت α گردید. کسر حجمی آستنیت موجود در فلزجوش در حالت as-weld از حدود %7 به حدود ۳۰% در حالت فراپیرسازی دو مرحله‌ای رسید که افزایش بیش از 4 برابری را نشان می‌دهد. در حالت as-weld پتانسیل حفره دار شدن (EPit) فلزجوش مقدار mv15/18- را نشان داد که در مقایسه با حالت فراپیرسازی دو مرحله‌ای با پتانسیلmv54/122، کاهش قابل توجه حساسیت به خوردگی حفره‌ای با انجام فراپیرسازی دو مرحله‌ای را نشان می‌دهد. همچنین عملیات حرارتی فراپیرسازی دو مرحله‌ای نشان داد که اختلاف پتانسیل‌های خوردگی نواحی مختلف جوش کاهش یافته که موجب کاهش خوردگی گالوانیکی می‌شود. ارزیابی رفتار مکانیکی توسط آزمون مقاومت به ضربه مشخص کرد که ناحیه جوش در حالت فراپیرسازی دو مرحله‌ای مقاومت به ضربه بیشتری نسبت به حالتas-weld داشته و افزایش۶۶ درصدی را نشان داد.