عنوان پایان‌نامه
بررسی جوشکاری هم جنس و غیر هم جنس آلیاژ
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-جوشکاری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42814;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 766
- تاریخ دفاع
- ۱۳ آبان ۱۳۸۷
- دانشجو
- مجید صادقی
- استاد راهنما
- سیدفرشید کاشانی بزرگ, علی محمد هادیان
- چکیده
- چکیده پایان نامه کارشناسی ارشد: در این تحقیق جوشکاری تعمیری فولاد زنگ نزن مقاوم به حرارت ریختگی، IN-519 ( آلیاژ تیوب کوره هیدروژن)، پس از قرار گیری در شرایط سرویس دهی، دمای °C 871 به مدت 12 سال، مورد مطالعه قرار گرفته است. بخش ابتدایی این تحقیقات متوجه شناسایی آسیب های ایجاد شده در سراسر تیوب به روش متالوگرافی و بررسی تغییرات ریز ساختاری ایجاد شده در آلیاژ گردید. در بررسی های ریز ساختاری انجام شده توسط میکروسکوپ های نوری، الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش اشعه ایکس و همچنین انجام آزمون های مکانیکی مشخص گردید که ریز ساختار آلیاژ بواسطه قرارگیری در شرایط کاری دچار آسیب های شدیدی می شود؛ کاربیدهای یوتکتیک NbC دچار تغییر مورفولوژی گردیده و کاربید های یوتکتیک M7C3 به کاربید M23C6 با تغییر مورفولوژی تبدیل می شوند سپس در اثر رشد و به هم پیوستن کاربید ها آلیاژ دچار تردی شده و استحکام آن به شدت کاهش می یابد. در ادامه بروز خسارات ناشی از سرویس دهی، حفرات خزشی ایجاد می شوند که از به هم پیوستن این حفرات میکروترک ها و نهایتا ماکرو ترک ها شکل می گیرند. عدم یکنواختی الگوی خسارات ایجاد شده در حین سرویس دهی باعث تقسیم تیوب به مناطق ترد و غیر ترد می گردد. به منظور جلوگیری از بروز ترک در جوشکاری تعمیری مناطق ترد تیوب انجام عملیات حرارتی آنیل محلولی و باترینگ مورد مطالعه قرار گرفت. انجام عملیات حرارتی آنیل محلولی در دمای °C 1150 بطور کامل از بروز ترک جلوگیری نمود، عملیات باترینگ با فیلر82 Inconel نیز تا حد زیادی از بروز ترک جلوگیری نمود اما بطور کامل مانع بروز ترک نگردید. به منظور کسب نتایج بهینه در جوشکاری مناطق غیر ترد تیوب از چهار فیلر مختلف استفاده گردید، ER2535Zr وER310 بر پایه فولاد زنگ نزن و Inconel 82 و Inconel 625بر پایه آلیاژ نیکل-آهن، سپس جهت اطمینان از صحت و سلامت اتصالات ایجاد شده تمامی آنها تحت آزمون رادیوگرافی قرار گرفتند در ادامه ریز ساختار فلز جوش، فلز پایه و فصل مشترک آنها توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج به دست آمده نشان می دهد فیلر های مورد مطالعه قابل قبول بوده به استثنای ER2535Zr که درصد بالای کربن در آن موجب ایجاد حجم بالایی از کاربید در ناحیه اتصال شده و باعث کاهش خواص خوردگی و استحکامی می شود.
- Abstract
- In this investigation the repair weldability of heat-resistant austenitic stainless steel casting alloy, IN-519 (Reformer furnace tube material), has been studied after extended service exposure of this material at temperatures on the order of 871 °C (1600 °F). The initial part of this investigation has focused on analyzing of states of damage along a reformer tube metallographically and characterization of the microstructure of the alloy after service exposure times of up to 12 years. Based on LOM, SEM and XRD microstructural analysis & mechanical testing it was revealed that In long term service under high temperature, the material microstructure is subjected to degradation. Carbide precipitation occurs in the early stages (both eutectic NbC and Cr-rich M7C3 carbides were observed in the as-cast condition, In the service-exposed condition, NbC and Cr-rich M23C6 were identified). The coalescence and coarsening of the carbides results in embitterment and reduction of strength. Further degradation may lead to creep cavities, cavity coalescence, micro cracking and final propagation of macro-cracks. Non-uniform damage pattern of tube makes it divided into two parts; brittle & not brittle. To prevent weld-repair cracking of brittle parts two major remedies; solution annealing heat treatment & buttering technique were studied. Solution annealing at 1150 ?C prevented weld-repair cracking completely, Buttering of the base metal surface with Inconel 82 before weld-repair drastically lowered the propensity to cracking, but remained unable to eliminate cracks entirely. Getting optimum results in welding not brittle parts, welds were made by four different filler materials including: ER 310, ER2535Zr stainless steel and nickel-iron based Inconel 82, Inconel 625. Radiography was employed assuring consistency & quality of joints was made. The microstructure of the base metals, weld metals and their interfaces were Characterized by utilizing optical and scanning electron microscopy. Based on analyses were made It was concluded that the fillers are proper choice except ER2535Zr, because of high carbon concentration which led to high carbide precipitation. Keywords: Heat-resistant austenitic stainless steel casting alloy, Microstructure, Weldability, Weld-repair cracking, Reformer furnace tube, IN-519 alloy.
