اتصال غيرمشابه فولاد ساده كربني 1045 به فولاد زنگ نزن آستنيتي 310 با استفاده از فرايند جوشكاري اصطكاكي دوراني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد

كارشناسي ارشد

هدف از پژوهش پيش رو، بررسي و بهينه¬سازي اتصال غير مشابه فولاد ساده كربني 1045 به فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310 با استفاده از فرايند جوشكاري اصطكاكي دوراني است. به دليل وجود متغيرهاي فراوان و به منظور صرفه¬جويي در هزينه¬ها، جوشكاري اصطكاكي اين دو فولاد با استفاده از روش طراحي آزمايش تاگوچي بهينه¬سازي شد. بدين منظور، ابتدا با استناد به پژوهش¬هاي پيشين و مشابه چندين آزمايش انجام شد و بر اساس معيار «هر چه سيگنال به نويز بيشتر، بهتر»، نمونه¬ي داراي بالاترين ميزان استحكام كششي به عنوان نمونه¬ي نزديك به شرايط بهينه انتخاب شد. رابطه¬اي مستقيم بين افزايش حرارت ورودي (افزايش فشار اصطكاكي، زمان اصطكاك و فشار فورج) و ميزان بيرون¬زدگي مشاهده شد. نمونه¬ي بهينه با استفاده از آرايه¬ي L9 روش تاگوچي انتخاب شد. شرايط بهينه شامل فشار اصطكاكي 100 مگاپاسكال، زمان اصطكاك 10 ثانيه و فشار فورج 110 مگاپاسكال بود. در اين پژوهش تنها نمونه¬ي متصل شده در شرايط بهينه بررسي ريزساختاري و خواص مكانيكي شد. ريزساختار فصل مشترك اتصال شامل فريت پرويوتكتوييد بود. در سمت فولاد ساده كربني 1045 منطقه TMAZ شامل دانه¬هاي رشد كرده و مقدار زيادي پرليت بود. با حركت به سمت HAZ ريزساختار ريزدانه¬تر و مقدار فريت بيشتر شد. در سمت فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310، ريزساختار به شكل مشابهي تغيير كرد. مقدار فريت دلتا در نواحي نزديك به فصل مشترك در قسمت كناري بيشتر از قسمت مركزي بود. استحكام كششي نمونه¬ي متصل شده در شرايط بهينه كمي بالاتر از 700 مگاپاسكال، تقريبا برابر با استحكام كششي فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310 و حدود 80 درصد استحكام كششي فولاد ساده كربني 1045 بود. محل شكست نمونه¬ي بهينه در فلز پايه فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310 بود. شكست رخ داده از نوع نرم بود و در سطح شكست ديمپل¬هاي فراوان مشاهده شد. بالاترين ميزان سختي در فصل مشترك اتصال (302 ويكرز) مشاهده شد كه برابر با سختي فولاد ساده كربني 1045 و نزديك به سختي فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310 (به ترتيب حدود 301 و 278 ويكرز) بود. كمترين مقدار سختي در منطقه¬ي متاثر از حرارت فولاد ساده كربني 1045 (به علت وجود فريت فراوان) و منطقه¬ي متاثر از حرارت فولاد زنگ¬نزن آستنيتي 310 (به علت رشد دانه) مشاهده شد. زاويه¬ي شكست در آزمون خمش حدود 22 درجه بود.

224809

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان