ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همجنس فولاد زنگ نزن 304 به 316 ایجاد شده با روش های مقاومتی سربه سر و اصطکاکی دورانی

در پژوهش حاضر به بررسی خواص مکانیکی و ریزساختار اتصال غیرمشابه فولاد زنگ نزن 304 به 316 ایجاد شده با دو روش مقاومتی سر¬به¬سر و اصطکاکی دورانی پرداخته شد. پارامترهای متغیر در روش مقاومتی سربه¬سر جریان جوشکاری و در روش اصطکاکی دورانی سرعت دوران و فشار فورج بودند. آزمون¬های انجام شده در این پژوهش شامل آزمون¬های مکانیکی (کشش، ریزسختی¬سنجی و خستگی) و بررسی ریزساختاری شامل (میکروسکوپی نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی) بود. نتایج پژوهش نشان داد که با افزایش جریان در روش مقاومتی سر¬به¬سر از 2850 به 3420 آمپر ابتدا استحکام کششی تا 94/682 مگاپاسکال افزایش پیدا کرده و سپس با افزایش بیشتر جریان از 3420 به 5937 آمپر، استحکام تا 31/628 مگاپاسکال افت می¬کند. در روش اصطکاکی دورانی، فشار فورج اثر ملموسی بر استحکام نداشته است. همچنین با افزایش سرعت دوران در روش اصطکاکی دورانی از 1500 به 2500 دور بر دقیقه، استحکام کششی از 640 به 96/724 مگاپاسکال افزایش پیدا کرد. در نمونه¬های جوشکاری شده با روش مقاومتی سر¬به-سر با حرکت از فلزات پایه به سمت منطقه جوش، سختی کاهش می¬یابد به طوریکه در مرکز جوش کمترین مقدار سختی مشاهده می¬شود و در نمونه¬های جوشکاری شده با روش اصطکاکی دورانی، سختی در منطقه جوش نسبت به فلز پایه 316 بیشتر بوده است و تقریبا در منطقه جوش ثابت می¬باشد. نتایج آزمون خستگی نشان دهنده دو منطقه مجزا در نمودار S-N نمونه¬های هر دو روش جوشکاری بود. منطقه¬ای که تنش در آن بالا بوده (340 الی 420 مگاپاسکال) و شیب نمودار تند و منطقه¬ای که تنش در آن پایین بوده (340 الی 260 مگاپاسکال) و شیب نمودار کمتر می¬باشد. همچنین در تنش 260 مگاپاسکال (کمترین تنش بررسی شده) عمر خستگی نمونه اصطکاکی دورانی حدودا 5/6 برابر عمر خستگی نمونه جوشکاری مقاومتی سر¬به¬سر می¬باشد. بررسی ریزساختاری نشان داد در روش مقاومتی سر¬به¬سر، از سه منطقه مختلف شامل منطقه آستنیت ویدمن اشتاتن (WAZ)، منطقه تبلور مجدد دینامیکی (DRZ) و منطقه تبلور مجدد جزئی (PRZ) تشکیل شده است. در مرکز جوش (WAZ) فازهای آستنیت آلوتریومورفیک ، آستنیت درون دانه¬ای، آستنیت ویدمن اشتاتن و فریت دلتا مشاهده می¬شود. همچنین ریزساختار نمونه اصطکاکی دورانی از سه منطقه تغییر فرم کاملا پلاستیکی (PDZ)، منطقه تغییر فرم یافته (DZ) و منطقه تغییر فرم یافته جزئی(PDZ) تشکیل شده است. در مرکز جوش (PDZ) فازهای آستنیت و فریت دلتا مشاهده شده است.