مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

رفتار تریبولوژیکی ناحیه جوش در فولاد زنگ نزن مارتنزیتی AISI410 جوشکاری شده با روش TIG

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
چکیده
تأثیر فلزات پرکننده مختلف بر خواص تریبولوژیکی فولاد AISI 410 جوشکاری‌شده به روش TIG بررسی شد. ریزساختار و خواص تریبولوژیکی نمونه‌های جوشکاری‌شده با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون سایش رفت و برگشتی ارزیابی گردید. همچنین سختی ناحیه جوش در نمونه‌های مختلف با استفاده از آزمون سختی ویکرز اندازه‌گیری شد. ریزساختار نمونه جوشکاری‌شده با فلز پرکننده ER80S که نسبت Creq/Nieq آن ۱٫۶ بود، کاملاً مارتنزیتی بود، در حالی که در نمونه جوشکاری‌شده با فلز پرکننده ERNiCrCoMo-1 با نسبت Creq/Nieq برابر ۰٫۶۶، تنها ریزساختار آستنیتی مشاهده شد. همچنین، نمونه جوشکاری‌شده با فلز پرکننده ER410 که نسبت Creq/Nieq آن ۳٫۱ بود، دارای ریزساختار دو فازی شامل دانه‌های فریت و مارتنزیت بازپخت‌شده بود؛ در مقابل، نمونه جوشکاری‌شده با فلز پرکننده ER312 با نسبت Creq/Nieq برابر ۲٫۳۵ دارای ریزساختار دو فازی شامل آستنیت ستونی و فریت بین‌دندریتی و کرمی‌شکل بود. در مقایسه با سایر فلزات پرکننده، نمونه جوشکاری‌شده با فلز پرکننده ER80S دارای سختی بالاتری (۵۶۰ ویکرز) و بنابراین کاهش جرم کمتری (۴۰ میلی‌گرم) به دلیل تشکیل ریزساختار کاملاً مارتنزیتی بود. مکانیزم سایش در نمونه‌های جوشکاری‌شده با فلزات پرکننده ER80S و ER410 به صورت ورقه‌ورقه‌شدن (delamination) بود، در حالی که در نمونه‌های جوشکاری‌شده با فلزات پرکننده ERNiCrCoMo-1 و ER312 به ترتیب مکانیزم‌های سایش خراش میکروشیاری (microplowing) و ترکیبی از سایش خراشی و چسبنده مشاهده شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1] Pouranvari M, Marashi S.P.H, Critical review of automotive steels spot welding: process, structure and properties. Science and Technology of Welding and Joining, 2013; 18(5): 361–403.
[2] Sun X, Stephens E.V, Khaleel M.A, Effects of fusion zone size and failure mode on peak load and energy absorption of advanced high-strength steel spot welds, Welding Journal (Miami, Fla). 2007; 86(1).
[3] Pouranvari M, Marashi S.P.H, Mousavizadeh S.M, Failure mode transition and mechanical properties of similar and dissimilar resistance spot welds of DP600 and low carbon steels, Science and Technology of Welding and Joining. 2010; 15(7): 625–31.
[4] Pouranvari M, Fracture toughness of martensitic stainless steel resistance spot welds, Materials Science and Engineering: A. 2017; 680: 97–107.
[5] Jafari M, Rafiei M, Mostaan H, Effect of Solidification Mode on Microstructure and Mechanical Properties of AISI420 Steel to SAF2507 Steel Dissimilar Joint Produced by Transient Liquid Phase, Metals and Materials International. 2019.
[6] Xi Y tao, Liu D xin, Han D, Improvement of corrosion and wear resistances of AISI 420 martensitic stainless steel using plasma nitriding at low temperature, Surface & Coatings Technology - SURF COAT TECH. 2008; 202: 2577–83.
[7] Liu W, Ma J, Atabaki M.M, Pillai R, Kumar B, Vasudevan U, et al. Hybrid Laser-arc Welding of 17-4 PH Martensitic Stainless Steel, Lasers in Manufacturing  and Materials Processing. 2015; 2(2): 74–90.
[8] Subodh Kumar A.S.S, Effect of heat input on the microstructure and mechanical properties of gas tungsten arc welded AISI 304 stainless steel joints, Materials and Design. 2011; 32(6): 3617–23.
[9] ASM handbook, welding, brazing and soldering. New york; 1993.
[10] Lippold J.C, Kotecki D.J, Welding metallurgy and weldability of stainless steels, Canada: John Wiley and Sons Inc. 2005.
[11] Dev S, Ramkumar K.D, Arivazhagan N, Rajendran R, Investigations on the microstructure and mechanical properties of dissimilar welds of inconel 718 and sulphur rich martensitic stainless steel, AISI 416. Journal of Manufacturing Processes. 2018; 32: 685–98.
[12] Fang J.X, Dong S.Y, Wang Y.J, Xu B.S, Zhang Z.H, Xia D, et al. Microstructure and properties of an as-deposited and heat treated martensitic stainless steel fabricated by direct laser deposition, Journal of Manufacturing Processes. 2017; 25: 402–10.
[13] Kou S, Welding Metallurgy, 2nd ed. New Jersey: John Wiley & Sons. 2003.
[14] Puli R, Ram G, Wear and corrosion performance of AISI 410 martensitic stainless steel coatings produced using friction surfacing and manual metal arc welding, Surface and Coatings Technology. 2012; 209: 1–7.
[15] Fam H, Kontopoulou M, Bryant J.T, Method for friction estimation in reciprocating wear tests, Wear. 2011; 271(5): 999–1003.
[16] Peruzzo M, Serafini F.L, Ordoñez M.F.C, Souza R.M, Farias M.C.M, Reciprocating sliding wear of the sintered 316L stainless steel with boron additions, Wear. 2019; 422–423: 108–18.
[17] Morón R.C, Rodríguez-Castro G,A, Melo-Máximo D.V, Oseguera J, Bahrami A, Muhl S, et al. Multipass and reciprocating microwear study of TiN based films, Surface and Coatings Technology. 2019; 375: 793–801.
[18] De Oliveira M.M, Costa H.L, Silva W.M, De Mello J.D.B, Effect of iron oxide debris on the reciprocating sliding wear of tool steels, Wear. 2019; 426–427: 1065– 75. 
[19] Archard J.F, Contact and Rubbing of Flat Surfaces, Journal of Applied Physics. 1953; 24(8): 981–8.
[20] Wang Y, Lei T, Liu J, Tribo-metallographic behavior of high carbon steels in dry sliding: II. Microstructure and wear, Wear. 1999; 231: 12–9.
[21] Krishnan S.N, Toppo V, Basak A, Ray K.K, Wear behaviour of a steel weld-joint, Wear. 2006; 260(11): 1285–94.
[22] Baghjari S.H, Malek Ghaini F, Previtali B, Gokhan Demir A, Shahverdi H.R, Mapelli C, et al. The effect of electrospark nickel interlayer thickness on the characteristics of Niobium to 410 stainless steel dissimilar laser welding, Journal of Manufacturing Processes. 2017; 30: 51–62.
[23] Pouranvari M, Sobhani S, Goodarzi F, Resistance spot welding of MS1200 martensitic advanced high strength steel: Microstructure-properties relationship, Journal of Manufacturing Processes. 2018; 31: 867–74.
[24] Hejripour F, Aidun D.K, Consumable selection for arc welding between Stainless Steel 410 and Inconel 718, Journal of Materials Processing Technology. 2017; 245: 287–99.
[25] Casalino G, Angelastro A, Perulli P, Casavola C, Moramarco V, Study on the fiber laser/TIG weldability of AISI 304 and AISI 410 dissimilar weld, Journal of Manufacturing Processes. 2018; 35: 216–25.
[26] Gouveia M.R, Silva J.G.F, Paiva C.O, Andrade F.M, Silva L, Moselli C.P, et al. Study of the Heat-Treatments Effect on High Strength Ductile Cast Iron Welded Joints, Metals. 2017; 7.
[27] Gouveia M.R, Silva J.G.F, Paiva C.O, De Fátima Andrade M, Pereira A.L, Moselli C.P, et al. Comparing the Structure and Mechanical Properties of Welds on Ductile Cast Iron (700 MPa) under Different Heat Treatment Conditions, Metals. 2018; 8.
[28] Marques S.V.E, Silva F.J.G, Paiva C.O, Pereira B.A, Improving the Mechanical Strength of Ductile Cast Iron Welded Joints Using Different Heat Treatments, Materials. 2019; 12.
[29] P. Suh N, The delamination theory of wear, Wear. 1973; 25(1): 111–24.