عنوان پایان‌نامه
تاثیر متغیرهای GTAW بر ریز ساختار و خواص مکانیکی جوش فولاد میکروآلیاژی کربن متوسط وانادیم دار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1159;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66319
- تاریخ دفاع
- ۰۶ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- نوید صفرپور
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- هدف اصلی از انجام این پژوهش پیدا کردن شرایط بهینه ای برای جوشکاری فولادهای کربن متوسط میکروآلیاژ شده با وانادیوم با استفاده از روش جوشکاری با الکترود تنگستن تحت حفاظت گاز محافظ(GTAW) بوده است. فولاد نام برده جزء خانواده فولادهای فوق مستحکم دسته بندی می شود. نتایج آزمون های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری وجود 7 منطقه مختلف حاصل از عملیات جوشکاری را نشان داد. نتایج بررسی های میکروسکوپ استریوگرافی نشان دادند که هیچگونه ترکی در ساختارهای جوش و مناطق اطراف آن وجود ندارد. بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمونهای XRD و EDS نشان دادند که در ساختار جوش احتمال وجود رسوبات بسیار ریز TiN، ZrC و رسوبات وانادیوم دار وجود دارد که این رسوبات بر افزایش استحکام فلز جوش تاثیر گذار بوده اند. بررسی های ریزسختی سنجی انجام شده نشان داد که بیشترین سختی در منطقه ریزدانه متأثر از حرارت و کمترین مقدار سختی در پاس بالایی جوش بوده است. نتایج آزمون کشش نشان داد، زمانی که نسبت (جریان )/سرعت تا مقدار تقریبی 3 افزایش می یابد، استحکام کششی نیز افزایش می یابد و در نسبت های بالاتر (جریان )/سرعت، بدلیل غلیان مذاب و همچنین جذب گاز بیشتر، احتمال ایجاد مک در ساختار بیشتر شده و در نتیجه استحکام کششی کاهش شدیدی خواهد داشت. بیشترین مقدار استحکام کششی مربوط به نمونه ای بود که تحت جریان جوشکاری 70 آمپر و سرعت جوشکاری 9/24میلیمتر بر دقیقه جوش داده شد و مقدار آن برابر با 717 مگاپاسکال بود. نتایج آزمون کشش برای پاس های ریشه نشان داد که با افزایش نسبت (جریان )/سرعت استحکام افزایش می یابد. نتایج بدست آمده از بررسی های شکست نگاری نشان دادند که شکست تمامی نمونه ها از نوع نرم بود و همه نمونه ها از فلز جوش شکسته شدند. کلمات کلیدی: جوشکاریGTA، فولادهای میکروآلیاژی، رسوبات کاربید زیرکونیوم، فولادهای فوق مستحکم، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM).
- Abstract
- The aim of this study was to optimize GTAW parameters for welding of medium carbon vanadium microalloyed steel. In this work, samples were welded using different currents and speeds in order to obtain different amount of I/v. Microstructure of cross sections of samples were evaluated by optical microscope, stereo microscope and scanning electron microscope (SEM). Tensile tests were carried out at room temperature and some of fractured surfaces were analyzed by SEM in order to find mechanical properties of samples. Microstructural results of each transversely cut and etched sample showed that there were 7 different zones. By use of stereo microscope there were no signs of cracks in welds or heat affected zones (HAZ). SEM results showed very fine precipitates of TiN and ZrC which were one of the factors that improved the tensile strength of joints. Microhardness tests revealed that the highest hardness can be founded in fine grain HAZ and the lowest would be achieved at weld metal upper passes. It can be concluded from the tensile test, if the amount of I/v increases up to approximately 3, the tensile strength of joints will increase. Beyond this value, Agitation of molted metal in welded zones will rise suddenly and beside that the amount of dissolved gas in welds would increase. Consequently, chance of presence of porosity will increase. Sample which welded in 70A and speed of 24.9 mm/s showed the highest amount of tensile strength approximately 77 MPa. Results of fractography showed that samples had ductile fracture and beside that fracture appeared in weld zones. Keywords: GTAW, vanadium microalloyed steel, TiN and ZrC precipitate
