321 stainless steel coiled tube kemikal nga komposisyon Mga mekanikal nga kabtangan ug corrosion nga kinaiya sa usa ka duplex stainless steel weld nga adunay bag-ong electrode

Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Naggamit ka usa ka bersyon sa browser nga adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, gipakita namon ang site nga wala’y mga istilo ug JavaScript.
Mga slider nga nagpakita sa tulo ka mga artikulo matag slide.Gamita ang likod ug sunod nga mga buton sa paglihok sa mga slide, o ang slide controller nga mga buton sa katapusan aron sa paglihok sa matag slide.

Stainless Steel 321 Coil Tube Kemikal nga Komposisyon

Ang kemikal nga komposisyon sa 321 stainless steel coil tubing mao ang mosunod:
- Karbon: 0.08% max
- Manganese: 2.00% max
- Nikel: 9.00% min

Stainless Steel 321 Coil Tube Mechanical Properties

Sumala sa Stainless Steel 321 Coil Tube Manufacturer, ang mekanikal nga mga kabtangan sa stainless steel 321 coil tubing gitala sa ubos: Tensile Strength (psi) Yield Strength (psi) Elongation (%)

Mga Aplikasyon ug Paggamit sa Stainless Steel 321 Coil Tube

Sa daghang mga aplikasyon sa engineering, ang mekanikal ug corrosion nga mga kabtangan sa duplex stainless steel (DSS) welded nga mga istruktura mao ang labing hinungdanon nga hinungdan.Ang kasamtangan nga pagtuon nag-imbestigar sa mekanikal nga mga kabtangan ug corrosion resistensya sa duplex stainless steel welds sa usa ka palibot simulating 3.5% NaCl gamit ang usa ka espesyal nga gidisenyo bag-ong electrode nga walay pagdugang sa alloying elemento sa flux samples.Duha ka lain-laing mga matang sa fluxes uban sa usa ka sukaranan nga index sa 2.40 ug 0.40 gigamit sa electrodes E1 ug E2 alang sa welding DSS tabla, sa tinagsa.Ang kalig-on sa kainit sa mga komposisyon sa flux gisusi gamit ang thermogravimetric analysis.Ang kemikal nga komposisyon ingon man ang mekanikal ug corrosion nga mga kabtangan sa mga welded joints gisusi gamit ang emission spectroscopy uyon sa lainlaing mga sumbanan sa ASTM.Ang X-ray diffraction gigamit aron mahibal-an ang mga hugna nga naa sa mga welds sa DSS, ug ang pag-scan sa electron nga adunay EDS gigamit aron masusi ang microstructure sa mga welds.Ang tensile nga kusog sa welded joints nga gihimo sa E1 electrodes naa sa sulod sa 715-732 MPa, sa E2 electrodes - 606-687 MPa.Ang welding kasamtangan nadugangan gikan sa 90 A ngadto sa 110 A, ug ang katig-a usab nadugangan.Ang mga welded joints nga adunay E1 electrodes nga adunay sapaw sa mga basic fluxes adunay mas maayo nga mekanikal nga mga kabtangan.Ang steel structure adunay taas nga corrosion resistance sa 3.5% NaCl environment.Kini nagpamatuod sa operability sa welded joints nga gihimo uban sa bag-ong naugmad electrodes.Ang mga resulta gihisgutan sa mga termino sa pagkunhod sa mga elemento sa alloying sama sa Cr ug Mo nga naobserbahan sa mga welds nga adunay sapaw nga mga electrodes E1 ug E2, ug ang pagpagawas sa Cr2N sa mga welds nga gihimo gamit ang mga electrodes E1 ug E2.
Sa kasaysayan, ang unang opisyal nga paghisgot sa duplex stainless steel (DSS) nagsugod sa 1927, sa diha nga kini gigamit lamang alang sa pipila ka mga casting ug wala gigamit sa kadaghanan sa teknikal nga mga aplikasyon tungod sa iyang taas nga carbon content1.Apan pagkahuman, ang sukaranan nga sulud sa carbon gikunhuran sa labing taas nga kantidad nga 0.03%, ug kini nga mga asero kaylap nga gigamit sa lainlaing natad2,3.Ang DSS usa ka pamilya sa mga alloy nga adunay gibana-bana nga managsama nga kantidad sa ferrite ug austenite.Gipakita sa panukiduki nga ang ferritic phase sa DSS naghatag og maayo nga proteksyon batok sa chloride-induced stress corrosion cracking (SCC), nga usa ka importante nga isyu alang sa austenitic stainless steels (ASS) sa ika-20 nga siglo.Sa laing bahin, sa pipila ka mga inhenyero ug uban pang mga industriya4 ang panginahanglan alang sa pagtipig nagkadako sa rate nga hangtod sa 20% matag tuig.Kining innovative steel nga adunay two-phase austenitic-ferritic structure mahimong makuha pinaagi sa angay nga pagpili sa komposisyon, physical-chemical ug thermomechanical refining.Kung itandi sa single-phase nga stainless steel, ang DSS adunay mas taas nga kalig-on sa ani ug labaw nga abilidad nga makasugakod sa SCC5, 6, 7, 8. Ang duplex nga istruktura naghatag niini nga mga steel nga dili hitupngan nga kalig-on, kalig-on ug dugang nga pagsukol sa kaagnasan sa agresibo nga mga palibot nga adunay mga acid, acid chlorides, tubig sa dagat ug makadaot nga mga kemikal9.Tungod sa tinuig nga pag-usab-usab sa presyo sa nickel (Ni) alloys sa kinatibuk-ang merkado, ang istruktura sa DSS, ilabi na ang ubos nga nickel type (lean DSS), nakab-ot ang daghang talagsaong kalampusan kon itandi sa face centered cubic (FCC) iron10, 11. Ang nag-unang Ang problema sa mga disenyo sa ASE kay gipailalom sila sa lainlaing mapintas nga mga kondisyon.Busa, lain-laing mga departamento sa engineering ug mga kompanya naningkamot sa pagpalambo sa alternatibo nga ubos nga nickel (Ni) stainless steels nga performance ingon man o mas maayo pa kay sa tradisyonal nga ASS uban sa angay nga weldability ug gigamit sa industriyal nga mga aplikasyon sama sa sea water heat exchangers ug sa kemikal nga industriya.sudlanan 13 alang sa mga palibot nga adunay taas nga konsentrasyon sa chloride.
Sa modernong pag-uswag sa teknolohiya, ang produksiyon sa welded adunay hinungdanon nga papel.Kasagaran, ang mga miyembro sa istruktura sa DSS giubanan sa gas shielded arc welding o gas shielded arc welding.Ang weld nag-una nga apektado sa komposisyon sa electrode nga gigamit alang sa welding.Ang welding electrodes naglangkob sa duha ka bahin: metal ug flux.Kasagaran, ang mga electrodes adunay sapaw sa flux, usa ka sinagol nga mga metal nga, kung madunot, magpagawas sa mga gas ug maporma ang usa ka proteksiyon nga slag aron mapanalipdan ang weld gikan sa kontaminasyon, madugangan ang kalig-on sa arko, ug magdugang usa ka sangkap nga alloying aron mapauswag ang kalidad sa welding14 .Ang cast iron, aluminum, stainless steel, mild steel, high strength steel, copper, brass, ug bronze mao ang pipila sa welding electrode metals, samtang ang cellulose, iron powder, ug hydrogen maoy pipila sa flux materials nga gigamit.Usahay ang sodium, titanium ug potassium idugang usab sa flux mixture.
Ang ubang mga tigdukiduki misulay sa pagtuon sa epekto sa electrode configuration sa mekanikal ug corrosion integridad sa welded steel istruktura.Singh ug uban pa.15 nag-imbestigar sa epekto sa flux composition sa elongation ug tensile strength sa welds nga giwelding pinaagi sa submerged arc welding.Ang mga resulta nagpakita nga ang CaF2 ug NiO mao ang nag-unang determinant sa tensile strength kumpara sa presensya sa FeMn.Gisusi ni Chirag et al.16 ang mga compound sa SMAW pinaagi sa pag-usab-usab sa konsentrasyon sa rutile (TiO2) sa usa ka electrode flux mixture.Nakaplagan nga ang mga kabtangan sa microhardness misaka tungod sa pagtaas sa porsyento ug paglalin sa carbon ug silicon.Si Kumar [17] nagtuon sa disenyo ug pagpalambo sa mga agglomerated fluxes alang sa submerged arc welding sa steel sheets.Gisusi ni Nwigbo ug Atuanya18 ang paggamit sa potassium-rich sodium silicate binders alang sa paghimo sa arc welding fluxes ug nakit-an ang mga welds nga adunay taas nga tensile nga kusog nga 430 MPa ug usa ka madawat nga istruktura sa lugas.Si Lothongkum et al.19 migamit ug potentiokinetic nga pamaagi sa pagtuon sa volume fraction sa austenite sa duplex stainless steel 28Cr–7Ni–O–0.34N sa usa ka air-saturated NaCl solution sa konsentrasyon nga 3.5% wt.ubos sa pH nga kondisyon.ug 27°C.Parehong duplex ug micro duplex stainless steels nagpakita sa sama nga epekto sa nitrogen sa corrosion kinaiya.Ang nitroheno wala makaapekto sa potensyal sa kaagnasan o rate sa pH 7 ug 10, bisan pa, ang potensyal sa kaagnasan sa pH 10 mas ubos kaysa sa pH 7. Sa laing bahin, sa tanan nga lebel sa pH nga gitun-an, ang potensyal nagsugod sa pagdugang sa pagdugang sa nitrogen content .Lacerda ug uban pa.20 gitun-an ang pitting sa duplex stainless steels UNS S31803 ug UNS S32304 sa 3.5% NaCl solution gamit ang cyclic potentiodynamic polarization.Sa usa ka 3.5 wt.% nga solusyon sa NaCl, ang mga timailhan sa pitting nakit-an sa duha nga gisusi nga steel plate.Ang UNS S31803 steel adunay mas taas nga potensyal sa kaagnasan (Ecorr), pitting potential (Epit) ug polarization resistance (Rp) kay sa UNS S32304 steel.Ang UNS S31803 steel adunay mas taas nga repassivity kaysa UNS S32304 steel.Sumala sa usa ka pagtuon ni Jiang et al.[21], ang reactivation peak nga katumbas sa double phase (austenite ug ferrite phase) sa duplex stainless steel naglakip sa 65% sa ferrite nga komposisyon, ug ang ferrite reactivation kasamtangan nga Densidad nagdugang uban sa pagdugang sa kainit nga panahon sa pagtambal.Nahibal-an nga ang austenitic ug ferritic nga mga hugna nagpakita sa lainlaing mga reaksyon sa electrochemical sa lainlaing mga potensyal sa electrochemical21,22,23,24.Gigamit ni Abdo et al.25 ang potentiodynamic nga mga pagsukod sa polarization spectroscopy ug electrochemical impedance spectroscopy aron tun-an ang electrochemically induced corrosion sa laser-welded 2205 DSS alloy sa artipisyal nga tubig-dagat (3.5% NaCl) ubos sa kondisyon nga lainlain ang acidity ug alkalinity.Ang pitting corrosion nakit-an sa nahayag nga mga ibabaw sa gisulayan nga mga specimen sa DSS.Pinasukad sa kini nga mga nahibal-an, natukod nga adunay usa ka proporsyonal nga relasyon tali sa pH sa dissolving medium ug ang pagsukol sa pelikula nga naporma sa proseso sa pagbalhin sa bayad, nga direktang nakaapekto sa pagporma sa pitting ug ang detalye niini.Ang katuyoan sa kini nga pagtuon mao ang pagsabut kung giunsa ang usa ka bag-ong naugmad nga komposisyon sa welding electrode makaapekto sa mekanikal ug dili masul-ob nga integridad sa welded DSS 2205 sa usa ka 3.5% NaCl nga palibot.
Ang flux minerals (mga sangkap) nga gigamit sa electrode coating formulations mao ang Calcium Carbonate (CaCO3) gikan sa Obajana District, Kogi State, Nigeria, Calcium Fluoride (CaF2) gikan sa Taraba State, Nigeria, Silicon Dioxide (SiO2), Talc Powder (Mg3Si4O10(OH). ) )2) ug rutile (TiO2) nakuha gikan sa Jos, Nigeria, ug ang kaolin (Al2(OH)4Si2O5) nakuha gikan sa Kankara, Katsina State, Nigeria.Ang potassium silicate gigamit ingon usa ka binder, nakuha kini gikan sa India.
Sama sa gipakita sa Talaan 1, ang mga constituent oxides independente nga gitimbang sa usa ka digital nga balanse.Dayon kini gisagol sa potassium silicate binder (23% sa gibug-aton) sa usa ka electric mixer (modelo: 641-048) gikan sa Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) sulod sa 30 minutos aron makakuha og homogenous semi-solid paste.Ang basa nga sinagol nga flux gipugos sa usa ka cylindrical nga porma gikan sa briquetting machine ug gipakaon sa extrusion chamber sa pressure nga 80 ngadto sa 100 kg/cm2, ug gikan sa wire feed chamber gipakaon ngadto sa 3.15mm diameter stainless wire extruder.Ang flux gipakaon pinaagi sa usa ka nozzle/die system ug gi-inject sa extruder aron ma-extrude ang mga electrodes.Nakuha ang usa ka hinungdan sa pagsakup nga 1.70 mm, diin ang hinungdan sa pagsakop gihubit ingon ang ratio sa diametro sa electrode sa diametro sa strand.Unya ang adunay sapaw nga mga electrodes gipauga sa hangin sulod sa 24 ka oras ug dayon gi-calcined sa muffle furnace (modelo PH-248-0571/5448) sa 150-250 °C\(-\) sulod sa 2 ka oras.Gamita ang equation sa pagkalkulo sa alkalinity sa dagan.(1) 26;
Ang thermal stability sa flux samples sa mga komposisyon E1 ug E2 gitino gamit ang thermogravimetric analysis (TGA).Usa ka sample nga gibana-bana nga 25.33 mg sa flux gikarga sa TGA alang sa pagtuki.Ang mga eksperimento gihimo sa usa ka inert medium nga nakuha pinaagi sa padayon nga pag-agos sa N2 sa gikusgon nga 60 ml/min.Ang sample gipainit gikan sa 30 ° C hangtod 1000 ° C sa usa ka rate sa pagpainit nga 10 ° C / min.Pagsunod sa mga pamaagi nga gihisgutan ni Wang et al.27, Xu et al.28 ug Dagwa et al.29, ang thermal decomposition ug pagkawala sa timbang sa mga sample sa pipila ka mga temperatura gisusi gikan sa TGA plots.
Iproseso ang duha ka 300 x 60 x 6 mm DSS nga mga plato aron maandam ang pagsolder.Ang V-groove gidisenyo nga adunay 3mm root gap, 2mm root hole ug 60° groove angle.Dayon ang plato gihugasan sa acetone aron makuha ang posibleng mga hugaw.Pag-weld sa mga plato gamit ang usa ka shielded metal arc welder (SMAW) nga adunay direct current electrode positive polarity (DCEP) gamit ang coated electrodes (E1 ug E2) ug usa ka reference electrode (C) nga adunay diametro nga 3.15 mm.Ang Electrical Discharge Machining (EDM) (Modelo: Excetek-V400) gigamit sa makina welded steel specimens alang sa mekanikal nga pagsulay ug corrosion characterization.Ang Table 2 nagpakita sa pananglitan nga code ug paghulagway, ug ang Table 3 nagpakita sa nagkalain-laing welding operating parameters nga gigamit sa pagwelding sa DSS board.Ang equation (2) gigamit sa pagkalkulo sa katugbang nga init nga input.
Gamit ang Bruker Q8 MAGELLAN optical emission spectrometer (OES) nga adunay wavelength nga 110 hangtod 800 nm ug SQL database software, ang kemikal nga komposisyon sa weld joints sa electrodes E1, E2 ug C, ingon man mga sample sa base metal, gitino.naggamit sa kal-ang tali sa electrode ug sa metal nga sample ubos sa pagsulay Makamugna og elektrikal nga enerhiya sa porma sa usa ka aligato.Ang usa ka sample sa mga sangkap gipaalisngaw ug gi-spray, gisundan sa atomic excitation, nga pagkahuman nagpagawas sa usa ka piho nga linya sa spectrum31.Alang sa qualitative analysis sa sample, ang photomultiplier tube nagsukod sa presensya sa usa ka dedikado nga spectrum alang sa matag elemento, ingon man ang intensity sa spectrum.Dayon gamita ang equation para kuwentahon ang equivalent pitting resistance number (PREN).(3) Ratio 32 ug ang WRC 1992 state diagram gigamit sa pagkalkulo sa chromium ug nickel equivalents (Creq ug Nieq) gikan sa mga equation.Ang (4) ug (5) maoy 33 ug 34;
Timan-i nga gikonsiderar lang sa PREN ang positibo nga epekto sa tulo ka nag-unang elemento nga Cr, Mo ug N, samtang ang nitrogen factor x naa sa range nga 16-30.Kasagaran, ang x gipili gikan sa lista sa 16, 20, o 30. Sa panukiduki sa duplex stainless steels, usa ka intermediate nga bili sa 20 ang kasagarang gigamit sa pagkalkulo sa PREN35,36 nga mga kantidad.
Ang mga welded joints nga gihimo gamit ang lain-laing mga electrodes gisulayan sa tensile sa usa ka universal testing machine (Instron 8800 UTM) sa strain rate nga 0.5 mm/min subay sa ASTM E8-21.Ang tensile strength (UTS), 0.2% shear yield strength (YS), ug elongation gikalkula sumala sa ASTM E8-2137.
Ang DSS 2205 weldments unang gigaling ug gipasinaw gamit ang lain-laing grit size (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 ug 1200) sa wala pa ang pagtuki sa katig-a.Ang mga welded specimen gihimo gamit ang mga electrodes E1, E2 ug C. Ang katig-a gisukod sa napulo (10) puntos gikan sa sentro sa weld ngadto sa base metal nga adunay interval nga 1 mm.
Ang X-ray diffractometer (D8 Discover, Bruker, Germany) gi-configure gamit ang Bruker XRD Commander software para sa pagkolekta sa datos ug Fe-filtered Cu-K-α radiation nga adunay kusog nga 8.04 keV nga katumbas sa wavelength nga 1.5406 Å ug scan rate nga 3. ° Scan range (2θ) min-1 mao ang 38 ngadto sa 103° alang sa phase analysis nga adunay E1, E2 ug C ug BM electrodes nga anaa sa DSS welds.Ang Rietveld refinement method gigamit sa pag-indeks sa constituent phase gamit ang MAUD software nga gihulagway ni Lutterotti39.Pinasukad sa ASTM E1245-03, usa ka quantitative metallographic nga pagtuki sa mga mikroskopiko nga imahe sa weld joints sa mga electrodes E1, E2 ug C ang gihimo gamit ang Image J40 software.Ang mga resulta sa pagkalkula sa gidaghanon nga tipik sa ferrite-austenitic nga hugna, ang ilang kasagaran nga bili ug pagtipas gihatag sa Table.5. Ingon sa gipakita sa sample configuration sa fig.6d, ang optical microscopy (OM) analysis gihimo sa PM ug welded joints nga adunay electrodes E1 ug E2 aron tun-an ang morphology sa mga sample.Ang mga sample gipasinaw sa 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, ug 2000 grit silicon carbide (SiC) sandpaper.Ang mga sample dayon electrolytically etched sa usa ka 10% aqueous oxalic acid solusyon sa lawak temperatura sa boltahe sa 5 V alang sa 10 s ug gibutang sa usa ka LEICA DM 2500 M optical mikroskopyo alang sa morphological kinaiya.Ang dugang nga pagpasinaw sa sample gihimo gamit ang 2500 grit silicon carbide (SiC) nga papel alang sa SEM-BSE analysis.Dugang pa, ang welded joints gisusi alang sa microstructure gamit ang ultra-high resolution field emission scanning electron microscope (SEM) (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) nga adunay EMF.Ang usa ka 20 × 10 × 6 mm nga sample gigaling gamit ang nagkalain-laing SiC sandpaper gikan sa gidak-on gikan sa 120 ngadto sa 2500. Ang mga sample gikulit sa electrolytically sa 40 g sa NaOH ug 100 ml nga distilled water sa boltahe nga 5 V sulod sa 15 s, ug dayon gitaod sa usa ka sample holder, nga nahimutang sa SEM chamber, alang sa pag-analisar sa mga sample human sa paglimpyo sa chamber nga adunay nitrogen.Ang usa ka electron beam nga namugna sa usa ka gipainit nga tungsten filament nagmugna og usa ka grating sa sample aron makahimo og mga hulagway sa nagkalain-laing mga pagpadako, ug ang mga resulta sa EMF nakuha gamit ang mga pamaagi sa Roche et al.41 ug Mokobi 42 .
Usa ka electrochemical potentiodynamic polarization nga pamaagi sumala sa ASTM G59-9743 ug ASTM G5-1444 gigamit sa pagtimbang-timbang sa degradation potensyal sa DSS 2205 plates welded uban sa E1, E2 ug C electrodes sa usa ka 3.5% NaCl palibot.Ang mga pagsulay sa electrochemical gihimo gamit ang kontrolado sa kompyuter nga Potentiostat-Galvanostat/ZRA apparatus (modelo: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Ang electrochemical testing gihimo sa usa ka three-electrode test setup: DSS 2205 isip working electrode, saturated calomel electrode (SCE) isip reference electrode ug graphite rod isip counter electrode.Ang mga pagsukod gihimo gamit ang usa ka electrochemical cell, diin ang lugar sa aksyon sa solusyon mao ang lugar sa nagtrabaho nga electrode 0.78 cm2.Ang mga pagsukod gihimo tali sa -1.0 V hangtod sa +1.6 V nga mga potensyal sa usa ka pre-stabilized OCP (relative sa OCP) sa scan rate nga 1.0 mV/s.
Ang mga pagsulay sa kritikal nga temperatura sa electrochemical pitting gihimo sa 3.5% NaCl aron masusi ang resistensya sa pitting sa mga welds nga gihimo gamit ang E1, E2, ug C electrodes.tin-aw sa pitting potensyal sa PB (tali sa passive ug transpassive rehiyon), ug welded specimens sa E1, E2, Electrodes C. Busa, CPT sukod gihimo sa tukma nga pagtino sa pitting potensyal sa welding consumables.Ang pagsulay sa CPT gihimo subay sa duplex stainless steel weld reports45 ug ASTM G150-1846.Gikan sa matag usa sa mga steel nga welded (S-110A, E1-110A, E2-90A), ang mga sample nga adunay gilapdon nga 1 cm2 giputol, lakip ang base, weld, ug HAZ zones.Ang mga sample gipasinaw gamit ang sandpaper ug usa ka 1 µm alumina powder slurry subay sa standard metallographic sample preparation procedures.Human sa pagpasinaw, ang mga sample gilimpyohan sa ultrasonic sa acetone sulod sa 2 min.Usa ka 3.5% NaCl test solution ang gidugang sa CPT test cell ug ang inisyal nga temperatura gi-adjust ngadto sa 25°C gamit ang thermostat (Neslab RTE-111).Human makaabot sa inisyal nga temperatura sa pagsulay sa 25 ° C, ang Ar gas gihuyop sa 15 min, dayon ang mga sample gibutang sa cell, ug ang OCF gisukod sulod sa 15 min.Ang sample unya polarized pinaagi sa paggamit sa usa ka boltahe sa 0.3 V sa usa ka inisyal nga temperatura sa 25 ° C, ug ang kasamtangan nga gisukod alang sa 10 min45.Pagsugod sa pagpainit sa solusyon sa gikusgon nga 1 °C/min ngadto sa 50 °C.Atol sa pagpainit sa solusyon sa pagsulay, ang sensor sa temperatura gigamit sa padayon nga pag-monitor sa temperatura sa solusyon ug pagtipig sa datos sa oras ug temperatura, ug ang potentiostat/galvanostat gigamit sa pagsukod sa kasamtangan.Usa ka graphite electrode ang gigamit ingon nga counter electrode, ug ang tanan nga mga potensyal gisukod kalabot sa Ag/AgCl reference electrode.Ang paglimpyo sa argon gihimo sa tibuuk nga pagsulay.
Sa fig.1 nagpakita sa komposisyon (sa gibug-aton nga porsyento) sa flux component F1 ug F2 nga gigamit alang sa produksyon sa alkaline (E1) ug acidic (E2) electrodes, sa tinagsa.Ang flux basicity index gigamit sa pagtagna sa mekanikal ug metalurhiko nga mga kabtangan sa welded joints.Ang F1 mao ang sangkap sa flux nga gigamit sa pagsul-ob sa E1 electrodes, nga gitawag nga alkaline flux tungod kay ang sukaranan nga indeks niini mao ang> 1.2 (ie 2.40), ug ang F2 mao ang flux nga gigamit sa pagsul-ob sa E2 electrodes, gitawag nga acid flux tungod sa sukaranan niini. indeks <0.9 (ie 2.40).0.40).Klaro nga ang mga electrodes nga adunay sapaw sa mga sukaranan nga mga flux sa kadaghanan nga mga kaso adunay mas maayo nga mekanikal nga mga kabtangan kaysa mga electrodes nga adunay sapaw sa acidic fluxes.Kini nga kinaiya usa ka function sa dominasyon sa sukaranan nga oxide sa flux composition system alang sa electrode E1.Sa kasukwahi, ang pagtangtang sa slag (pagkabulag) ug ang ubos nga spatter nga nakita sa mga lutahan nga welded sa E2 electrodes mga kinaiya sa mga electrodes nga adunay acidic flux coating nga adunay taas nga sulud sa rutile.Kini nga obserbasyon nahiuyon sa mga nahibal-an sa Gill47 nga ang epekto sa rutile content sa slag detachability ug ang ubos nga spatter sa acid flux coated electrodes nakatampo sa paspas nga slag freezing.Ang kaolin sa flux system nga gigamit sa pagsul-ob sa mga electrodes E1 ug E2 gigamit isip lubricant, ug ang talc powder nagpalambo sa extrudability sa mga electrodes.Ang potassium silicate binders sa flux system makatampo sa mas maayo nga arc ignition ug performance stability, ug, dugang pa sa ilang mga adhesive properties, pagpalambo sa slag separation sa welded nga mga produkto.Tungod kay ang CaCO3 usa ka net breaker (slag breaker) sa flux ug lagmit nga makamugna og daghang aso sa panahon sa welding tungod sa thermal decomposition ngadto sa CaO ug mga 44% CO2, ang TiO2 (isip usa ka net builder / slag former) makatabang sa pagpakunhod sa gidaghanon. sa aso sa panahon sa welding.welding ug sa ingon pagpalambo sa slag detachability sama sa gisugyot sa Jing et al.48.Ang Fluorine Flux (CaF2) usa ka kemikal nga agresibo nga flux nga nagpauswag sa kalimpyo sa solder.Jastrzębska ug uban pa.49 mitaho sa epekto sa fluoride nga komposisyon niini nga flux nga komposisyon sa weld kalimpyo kabtangan.Kasagaran, ang flux idugang sa weld area aron mapauswag ang kalig-on sa arko, idugang ang mga elemento sa alloying, magtukod og slag, madugangan ang produktibo, ug mapaayo ang kalidad sa weld pool 50.
Ang mga kurba sa TGA-DTG nga gipakita sa Fig.Ang 2a ug 2b nagpakita sa tulo ka yugto nga pagkawala sa gibug-aton sa pagpainit sa temperatura nga 30–1000°C sa nitrogen atmosphere.Ang mga resulta sa Figures 2a ug b nagpakita nga para sa basic ug acidic flux samples, ang TGA curve diretso paubos hangtod nga kini mahimong parallel sa temperature axis, mga 866.49°C ug 849.10°C matag usa.Ang pagkawala sa timbang nga 1.30% ug 0.81% sa sinugdanan sa mga kurba sa TGA sa Fig. 2a ug 2b tungod sa umog nga masuhop sa mga sangkap sa flux, ingon man usab sa pag-alisngaw ug dehydration sa umog sa nawong.Ang nag-unang mga decompositions sa mga sample sa mga nag-unang flux sa ikaduha ug ikatulo nga yugto sa fig.2a nahitabo sa temperatura nga 619.45°C–766.36°C ug 766.36°C–866.49°C, ug ang porsyento sa ilang pagkawala sa timbang maoy 2.84 ug 9.48%., matag usa.Samtang alang sa acidic flux samples sa Fig. 7b, nga anaa sa temperatura ranges sa 665.23°C–745.37°C ug 745.37°C–849.10°C, ang ilang porsyento nga pagkawala sa timbang maoy 0.81 ug 6.73%, matag usa, nga gipasangil sa thermal decomposition.Tungod kay ang mga sangkap sa flux dili organiko, ang mga volatile limitado sa sagol nga flux.Busa, ang pagkunhod ug oksihenasyon makalilisang.Kini nahiuyon sa mga resulta sa Balogun et al.51, Kamli et al.52 ug Adeleke et al.53.Ang kadaghanon sa pagkawala sa masa sa sample sa flux nga nakita sa fig.Ang 2a ug 2b mao ang 13.26% ug 8.43%, matag usa.Gamay nga pagkawala sa masa sa mga sample sa flux sa fig.Ang 2b tungod sa taas nga mga punto sa pagkatunaw sa TiO2 ug SiO2 (1843 ug 1710 ° C matag usa) isip mga nag-unang oxide nga naglangkob sa flux mixture54,55, samtang ang TiO2 ug SiO2 adunay mas ubos nga mga punto sa pagkatunaw.punto sa pagkatunaw Panguna nga oxide: CaCO3 (825 °C) sa flux sample sa fig.2a56.Kini nga mga pagbag-o sa pagtunaw nga punto sa mga nag-unang oxide sa flux mixtures maayo nga gitaho ni Shi et al.54, Ringdalen et al.55 ug Du et al.56.Ang pag-obserbar sa padayon nga pagkawala sa gibug-aton sa Fig. 2a ug 2b, mahimo’g makahinapos nga ang mga sample sa flux nga gigamit sa E1 ug E2 electrode coatings moagi sa usa ka lakang nga pagkadunot, ingon gisugyot ni Brown57.Ang sakup sa temperatura sa proseso makita gikan sa mga derivative curves (wt%) sa fig.2a ug b.Tungod kay ang TGA curve dili tukma nga paghulagway sa espesipikong temperatura diin ang flux system moagi sa phase change ug crystallization, ang TGA derivative gigamit sa pagtino sa eksaktong temperatura nga bili sa matag panghitabo (phase change) isip endothermic peak aron maandam ang flux system.
TGA-DTG curves nga nagpakita sa thermal decomposition sa (a) alkaline flux para sa E1 electrode coating ug (b) acidic flux para sa E2 electrode coating.
Ang talaan 4 nagpakita sa mga resulta sa spectrophotometric analysis ug SEM-EDS analysis sa DSS 2205 base metal ug welds nga gihimo gamit ang E1, E2 ug C electrodes.Ang E1 ug E2 nagpakita nga ang sulod sa chromium (Cr) mikunhod pag-ayo ngadto sa 18.94 ug 17.04%, ug ang sulod sa molybdenum (Mo) maoy 0.06 ug 0.08%, matag usa.ang mga kantidad sa mga welds nga adunay mga electrodes E1 ug E2 mas ubos.Nahiuyon kini gamay sa gikalkula nga kantidad sa PREN alang sa ferritic-austenitic nga hugna gikan sa pagtuki sa SEM-EDS.Busa, makita nga ang pitting nagsugod sa entablado nga adunay ubos nga PREN values ​​​​(welds gikan sa E1 ug E2), batakan sama sa gihulagway sa Table 4. Kini nagpaila sa pagkahurot ug posible nga pag-ulan sa alloy sa weld.Pagkahuman, ang pagkunhod sa sulud sa Cr ug Mo alloying nga mga elemento sa mga welds nga gihimo gamit ang mga electrodes E1 ug E2 ug ang ilang ubos nga pitting equivalent values ​​​​(PREN) gipakita sa Talaan 4, nga nagmugna usa ka problema sa pagpadayon sa resistensya sa mga agresibo nga palibot, labi na. sa chloride nga palibot.- adunay sulod nga palibot.Ang medyo taas nga nickel (Ni) nga sulod sa 11.14% ug ang gitugot nga limitasyon sa manganese content sa welded joints sa E1 ug E2 electrodes mahimong adunay positibo nga epekto sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga weldments nga gigamit sa mga kondisyon nga nagsundog sa tubig sa dagat (Fig. 3). ).gihimo gamit ang buhat sa Yuan ug Oy58 ug Jing et al.48 sa epekto sa taas nga nickel ug manganese nga mga komposisyon sa pagpalambo sa mekanikal nga mga kabtangan sa DSS welded nga mga istruktura ubos sa grabe nga mga kondisyon sa operasyon.
Ang mga resulta sa tensile test alang sa (a) UTS ug 0.2% sag YS ug (b) uniporme ug bug-os nga elongation ug ang ilang mga standard deviations.
Ang kusog nga mga kabtangan sa base nga materyal (BM) ug welded joints nga gihimo gikan sa naugmad nga mga electrodes (E1 ug E2) ug usa ka komersiyal nga electrode (C) gisusi sa duha ka lain-laing mga welding sulog sa 90 A ug 110 A. 3(a) ug (b) ipakita ang UTS, YS nga adunay 0.2% offset, uban sa ilang elongation ug standard deviation data.Ang UTS ug YS offset nga mga resulta sa 0.2% nga nakuha gikan sa Fig.3a nagpakita sa labing maayo nga mga kantidad alang sa sample no.1 (BM), sample no.3 (weld E1), sample no.5 (weld E2) ug sample no.6 (welds nga adunay C) mao ang 878 ug 616 MPa, 732 ug 497 MPa, 687 ug 461 MPa ug 769 ug 549 MPa, matag usa, ug ang ilang tagsa-tagsa nga standard deviations.Gikan sa fig.110 A) mao ang mga sample nga gi-numero nga 1, 2, 3, 6 ug 7, matag usa, nga adunay minimum nga girekomenda nga tensile nga mga kabtangan nga sobra sa 450 MPa sa tensile test ug 620 MPa sa tensile test nga gisugyot sa Grocki32.Ang elongation sa welding specimens nga adunay mga electrodes E1, E2 ug C, nga girepresentahan sa mga sample No. 2, No. 3, No. 4, No. 5, No. 6 ug No. 7, sa welding currents sa 90 A ug 110 A, matag usa, nagpakita sa pagkaplastikan ug pagkamatinud-anon.relasyon sa base nga metal.Ang ubos nga elongation gipatin-aw pinaagi sa posible nga mga depekto sa welding o ang komposisyon sa electrode flux (Fig. 3b).Mahimong makahinapos nga ang BM duplex stainless steel ug welded joints nga adunay E1, E2 ug C electrodes sa kinatibuk-an adunay mas taas nga tensile properties tungod sa ilang medyo taas nga nickel content (Table 4), apan kini nga kabtangan naobserbahan sa welded joints.Ang dili kaayo epektibo nga E2 makuha gikan sa acidic nga komposisyon sa flux.Gipakita sa Gunn59 ang epekto sa mga nickel alloy sa pagpaayo sa mekanikal nga mga kabtangan sa mga welded joints ug pagkontrol sa phase equilibrium ug pag-apod-apod sa elemento.Kini pag-usab nagpamatuod sa kamatuoran nga ang mga electrodes nga gihimo gikan sa mga batakang flux komposisyon adunay mas maayo nga mekanikal nga mga kabtangan kay sa electrodes nga gihimo gikan sa acidic flux mixtures, ingon sa gisugyot sa Bang et al.60.Busa, usa ka mahinungdanong kontribusyon ang nahimo sa kasamtangan nga kahibalo mahitungod sa mga kabtangan sa welded joint sa bag-ong coated electrode (E1) nga adunay maayo nga tensile properties.
Sa fig.Ang mga numero 4a ug 4b nagpakita sa Vickers microhardness nga mga kinaiya sa eksperimento nga mga sample sa welded joints sa electrodes E1, E2 ug C. 4a nagpakita sa mga resulta sa katig-a nga nakuha gikan sa usa ka direksyon sa sample (gikan sa WZ ngadto sa BM), ug sa fig.Ang 4b nagpakita sa mga resulta sa katig-a nga nakuha sa duha ka kilid sa sample.Ang mga kantidad sa katig-a nga nakuha sa panahon sa welding sa mga sample Nos. 2, 3, 4 ug 5, nga mga welded joints nga adunay mga electrodes E1 ug E2, mahimong tungod sa coarse-grained nga istruktura sa panahon sa solidification sa welding cycles.Ang usa ka mahait nga pagtaas sa katig-a nakita sa duha sa coarse-grained HAZ ug sa fine-grained HAZ sa tanan nga mga sample Nos. 2-7 (tan-awa ang sample code sa Table 2), nga mahimong ipasabut sa usa ka posible nga pagbag-o sa microstructure sa ang weld isip resulta sa chromium-weld samples dato sa emissions (Cr23C6) .Kung itandi sa ubang mga sample sa welding 2, 3, 4 ug 5, ang mga kantidad sa katig-a sa mga welded joints sa mga sample No. 6 ug 7 sa Fig.4a ug 4b sa ibabaw (Table 2).Sumala sa Mohammed et al.61 ug Nowacki ug Lukoje62, kini mahimong tungod sa taas nga ferrite δ nga kantidad ug naaghat sa nahabilin nga mga stress sa weld, ingon man ang pagkahurot sa mga elemento sa alloying sama sa Mo ug Cr sa weld.Ang mga kantidad sa katig-a sa tanan nga gikonsiderar nga mga sampol nga eksperimento sa lugar sa BM daw makanunayon.Ang uso sa mga resulta sa pagtuki sa katig-a sa mga welded specimens nahiuyon sa mga konklusyon sa ubang mga tigdukiduki61,63,64.
Mga kantidad sa katig-a sa welded joints sa DSS specimens (a) half-section sa welded specimens ug (b) full section sa welded joints.
Ang nagkalain-laing mga hugna nga anaa sa welded DSS 2205 uban sa E1, E2 ug C electrodes nakuha ug ang XRD spectra alang sa diffraction angle 2 \ (\ theta \) gipakita sa Fig. 5. Mga taluktok sa austenite (\(\ gamma \) ) ug ferrite (\(\alpha\)) nga mga hugna giila sa mga anggulo sa diffraction nga 43° ug 44°, nga nagpamatuod nga ang weld nga komposisyon maoy duha ka hugna nga 65 stainless steel.nga ang DSS BM nagpakita lamang sa austenitic (\(\gamma\)) ug ferritic (\(\alpha\)) nga mga hugna, nga nagpamatuod sa mga resulta sa microstructural nga gipresentar sa Figures 1 ug 2. 6c, 7c ug 9c.Ang ferritic (\(\ alpha\)) nga bahin nga naobserbahan sa DSS BM ug ang taas nga peak sa weld ngadto sa electrode C nagpaila sa iyang corrosion resistance, tungod kay kini nga hugna nagtumong sa pagdugang sa corrosion resistance sa steel, sama sa Davison ug Redmond66 gipahayag, ang presensya sa ferrite stabilizing nga mga elemento, sama sa Cr ug Mo, epektibo nga nagpalig-on sa passive film sa materyal sa mga palibot nga adunay chloride.Ang talaan 5 nagpakita sa ferrite-austenitic nga hugna pinaagi sa quantitative metallography.Ang ratio sa gidaghanon nga tipik sa ferrite-austenitic phase sa welded joints sa electrode C nakab-ot gibana-bana nga (≈1: 1).Ang ubos nga ferrite (\(\ alpha \)) nga bahin nga komposisyon sa mga weldment gamit ang E1 ug E2 nga mga electrodes sa gidaghanon nga mga resulta sa fraction (Table 5) nagpakita sa usa ka posible nga pagkasensitibo sa usa ka corrosive nga palibot, nga gipamatud-an sa electrochemical analysis.gikumpirma (Fig. 10a,b)), tungod kay ang ferrite phase naghatag ug taas nga kusog ug proteksyon batok sa chloride-induced stress corrosion cracking.Kini dugang nga gipamatud-an sa ubos nga katig-a nga mga bili nga naobserbahan sa mga welds sa electrodes E1 ug E2 sa fig.4a,b, nga gipahinabo sa ubos nga proporsiyon sa ferrite sa steel structure (Table 5).Ang presensya sa dili balanse nga austenitic (\(\gamma\)) ug ferritic (\(\alpha\)) nga mga hugna sa welded joints gamit ang E2 electrodes nagpakita sa aktuwal nga kahuyang sa asero ngadto sa uniporme nga pag-atake sa corrosion.Sa kasukwahi, ang XPA spectra sa duha ka hugna nga steels sa welded joints nga adunay E1 ug C electrodes, uban sa mga resulta sa BM, kasagaran nagpakita sa presensya sa austenitic ug ferritic stabilizing nga mga elemento, nga naghimo sa materyal nga mapuslanon sa pagtukod ug sa industriya sa petrochemical. , tungod kay nangatarungan si Jimenez et al.65;Davidson ug Redmond66;Shamant ug uban pa67.
Optical micrographs sa welded joints sa E1 electrodes nga adunay lain-laing weld geometries: (a) HAZ nga nagpakita sa fusion line, (b) HAZ nga nagpakita sa fusion line sa mas taas nga pagpadako, (c) BM alang sa ferritic-austenitic phase, (d) weld geometry , ( e) Nagpakita sa transition zone sa duol, (f) HAZ nagpakita sa ferritic-austenitic phase sa mas taas nga pagpadako, (g) Weld zone nagpakita sa ferritic-austenitic phase Tensile phase.
Optical micrographs sa E2 electrode welds sa nagkalain-laing weld geometries: (a) HAZ nga nagpakita sa fusion line, (b) HAZ nga nagpakita sa fusion line sa mas taas nga pagpadako, (c) BM alang sa ferritic-austenitic bulk phase, (d) weld geometry , (e) ) nagpakita sa transition zone sa palibot, (f) HAZ nga nagpakita sa ferritic-austenitic phase sa mas taas nga pagpadako, (g) welding zone nga nagpakita sa ferritic-austenitic phase.
Ang mga numero 6a-c ug, pananglitan, nagpakita sa metallographic nga istruktura sa DSS joints welded gamit ang E1 electrode sa nagkalain-laing welding geometries (Figure 6d), nga nagpakita kung asa ang optical micrographs gikuha sa lain-laing mga pagpadako.Sa fig.6a, b, f - transition zones sa welded joints, nga nagpakita sa phase equilibrium structure sa ferrite-austenite.Ang mga numero 7a-c ug pananglitan nagpakita usab sa OM sa usa ka DSS joint welded gamit ang E2 electrode sa nagkalain-laing welding geometries (Figure 7d), nga nagrepresentar sa OM analysis points sa lain-laing mga magnifications.Sa fig.Ang 7a,b,f nagpakita sa transition zone sa usa ka welded joint sa ferritic-austenitic equilibrium.Ang OM sa welding zone (WZ) gipakita sa fig.1 ug fig.2. Welds alang sa electrodes E1 ug E2 6g ug 7g, sa tinagsa.Ang OM sa BM gipakita sa Figures 1 ug 2. Sa fig.Ang 6c, e ug 7c, e nagpakita sa kaso sa welded joints nga adunay electrodes E1 ug E2, matag usa.Ang kahayag nga dapit mao ang austenite nga bahin ug ang itom nga itom nga dapit mao ang ferrite nga bahin.Phase equilibria sa heat-affected zone (HAZ) duol sa fusion line nagpakita sa pagporma sa Cr2N precipitates, sama sa gipakita sa SEM-BSE micrographs sa Fig.8a,b ug gikumpirma sa fig.9a,b.Ang presensya sa Cr2N naobserbahan sa ferrite phase sa mga sample sa Fig.8a,b ug gikumpirma sa SEM-EMF point analysis ug EMF line diagrams sa welded parts (Fig. 9a-b), tungod sa mas taas nga welding heat temperature.Ang sirkulasyon nagpadali sa pagpaila sa chromium ug nitrogen, tungod kay ang taas nga temperatura sa weld nagdugang sa diffusion coefficient sa nitrogen.Kini nga mga resulta nagsuporta sa mga pagtuon ni Ramirez et al.68 ug Herenyu et al.69 nga nagpakita nga, walay sapayan sa nitrogen content, ang Cr2N kasagarang gideposito sa ferrite grains, grain boundaries, ug α/\(\gamma\) boundaries, ingon sa gisugyot usab sa ubang mga tigdukiduki.70.71.
(a) spot SEM-EMF analysis (1, 2 ug 3) sa usa ka welded joint uban sa E2;
Ang morpolohiya sa nawong sa mga sample nga representante ug ang ilang katugbang nga mga EMF gipakita sa Fig.10a–c.Sa fig.Ang mga numero 10a ug 10b nagpakita sa SEM micrographs ug ang ilang EMF spectra sa welded joints gamit ang electrodes E1 ug E2 sa welding zone, matag usa, ug sa fig.Ang 10c nagpakita sa SEM micrographs ug EMF spectra sa OM nga adunay austenite (\(\gamma\)) ug ferrite (\(\alpha\)) nga mga hugna nga walay bisan unsang precipitates.Ingon sa gipakita sa EDS spectrum sa Fig. 10a, ang porsyento sa Cr (21.69 wt.%) ug Mo (2.65 wt.%) kumpara sa 6.25 wt.% Ni naghatag og pagbati sa katugbang nga balanse sa ferrite-austenitic phase.Microstructure nga adunay taas nga pagkunhod sa sulod sa chromium (15.97 wt.%) ug molybdenum (1.06 wt.%) itandi sa taas nga sulod sa nickel (10.08 wt.%) sa microstructure sa welded joint sa electrode E2, nga gipakita sa fig.1. Itandi.EMF spectrum 10b.Ang acicular nga porma nga adunay mas pino nga grained nga austenitic nga istruktura nga makita sa WZ nga gipakita sa fig.Ang 10b nagpamatuod sa posible nga pagkahurot sa mga elemento sa ferritizing (Cr ug Mo) sa weld ug ang pag-ulan sa chromium nitride (Cr2N) - ang austenitic phase.Ang pag-apod-apod sa mga partikulo sa ulan ubay sa mga utlanan sa austenitic (\(\gamma\)) ug ferritic (\(\alpha\)) nga mga hugna sa DSS welded joints nagpamatuod niini nga pahayag72,73,74.Nagresulta usab kini sa dili maayo nga performance sa corrosion, tungod kay ang Cr giisip nga nag-unang elemento sa pagporma sa usa ka passive film nga nagpalambo sa lokal nga corrosion resistance sa steel59,75 sama sa gipakita sa Fig. 10b.Makita nga ang BM sa SEM micrograph sa Fig. 10c nagpakita sa lig-on nga pagdalisay sa lugas tungod kay ang mga resulta sa spectrum sa EDS niini nagpakita sa Cr (23.32 wt%), Mo (3.33 wt%) ug Ni (6.32 wt).%) maayo nga kemikal nga mga kabtangan.%) isip usa ka importante nga elemento sa alloying alang sa pagsusi sa equilibrium microstructure sa ferrite-austenitic phase sa DSS76 structure.Ang mga resulta sa compositional EMF spectroscopic analysis sa welded joints sa E1 electrode nagpakamatarong sa paggamit niini sa konstruksyon ug gamay nga agresibo nga mga palibot, tungod kay ang austenite nga mga anting-anting ug ferrite stabilizer sa microstructure nagsunod sa DSS AISI 220541.72 nga sumbanan alang sa welded joints, 77.
SEM micrographs sa welded joints, diin (a) electrode E1 sa welding zone adunay EMF spectrum, (b) electrode E2 sa welding zone adunay EMF spectrum, (c) OM adunay EMF spectrum.
Sa praktis, naobserbahan nga ang mga welds sa DSS nagpalig-on sa usa ka fully ferritic (F-mode) mode, nga adunay austenite nuclei nucleating ubos sa ferritic solvus nga temperatura, nga nag-una nga nagsalig sa chromium ngadto sa nickel equivalent ratio (Creq/Nieq) (> Ang 1.95 naglangkob sa mode F) Ang ubang mga tigdukiduki nakamatikod niini nga epekto sa asero tungod sa kusog nga pagsabwag nga abilidad sa Cr ug Mo isip ferrite-forming elements sa ferrite phase8078,79.Kini mao ang tin-aw nga ang DSS 2205 BM naglangkob sa usa ka taas nga kantidad sa Cr ug Mo (nga nagpakita sa mas taas nga Creq), apan adunay usa ka ubos nga Ni sulod kay sa weld uban sa E1, E2 ug C electrodes, nga makatampo sa usa ka mas taas nga Creq / Nieq ratio.Kini makita usab sa kasamtangan nga pagtuon, sama sa gipakita sa Table 4, diin ang Creq / Nieq ratio gitino alang sa DSS 2205 BM labaw sa 1.95.Makita nga ang mga welds nga adunay mga electrodes E1, E2 ug C nagpatig-a sa austenitic-ferritic mode (AF mode), austenitic mode (A mode) ug ferritic-austenitic mode, matag usa, tungod sa mas taas nga sulod sa bulk mode (FA mode) .), ingon sa gipakita sa Talaan 4, ang sulod sa Ni, Cr ug Mo sa weld mas gamay, nga nagpakita nga ang Creq / Nieq ratio mas ubos kaysa sa BM.Ang nag-unang ferrite sa E2 electrode welds adunay usa ka vermicular ferrite morphology ug ang determinado nga Creq / Nieq ratio mao ang 1.20 sama sa gihulagway sa Table 4.
Sa fig.Ang 11a nagpakita sa Open Circuit Potential (OCP) batok sa oras alang sa usa ka AISI DSS 2205 steel structure sa 3.5% NaCl solution.Kini makita nga ang ORP curve mobalhin ngadto sa usa ka mas positibo nga potensyal, nga nagpakita sa dagway sa usa ka passive pelikula sa ibabaw sa metal sample, ang usa ka drop sa potensyal nagpakita sa kinatibuk-ang corrosion, ug ang usa ka hapit kanunay nga potensyal sa paglabay sa panahon nagpakita sa pagporma sa usa ka passive film sa paglabay sa panahon., Ang nawong sa sample lig-on ug adunay usa ka Sticky 77. Ang mga kurba naghulagway sa mga eksperimento nga substrates ubos sa lig-on nga mga kondisyon alang sa tanan nga mga sample sa usa ka electrolyte nga adunay 3.5% NaCl solution, gawas sa sample 7 (weld joint uban sa C-electrode), nga nagpakita ug gamay nga pagkawalay kalig-on.Kini nga pagkawalay kalig-on mahimong itandi sa presensya sa mga chloride ions (Cl-) sa solusyon, nga makapadali pag-ayo sa reaksyon sa corrosion, sa ingon nagdugang ang lebel sa corrosion.Ang mga obserbasyon sa panahon sa pag-scan sa OCP nga walay magamit nga potensyal nagpakita nga ang Cl sa reaksyon mahimong makaapekto sa resistensya ug thermodynamic nga kalig-on sa mga sample sa agresibo nga mga palibot.Ma ug uban pa.81 ug Lotho et al.Gikumpirma sa 5 ang pag-angkon nga ang Cl- adunay papel sa pagpadali sa pagkadaot sa mga passive films sa mga substrate, sa ingon nakatampo sa dugang nga pagsul-ob.
Electrochemical analysis sa gitun-an nga mga sample: (a) ebolusyon sa RSD depende sa panahon ug (b) potentiodynamic polarization sa mga sample sa 3.5% NaCl solution.
Sa fig.Ang 11b nagpresentar sa usa ka comparative analysis sa potentiodynamic polarization curves (PPC) sa welded joints sa electrodes E1, E2 ug C ubos sa impluwensya sa usa ka 3.5% NaCl solution.Ang mga welded nga sample sa BM sa PPC ug 3.5% NaCl nga solusyon nagpakita sa passive nga kinaiya.Ang talaan 5 nagpakita sa electrochemical analysis parameters sa mga sample nga nakuha gikan sa PPC curves, sama sa Ecorr (corrosion potential) ug Epit (pitting corrosion potential) ug sa ilang mga kaubang deviations.Kon itandi sa ubang mga sample No. 2 ug No. 5, welded sa electrodes E1 ug E2, samples No. 1 ug No. 7 (BM ug welded joints uban sa electrode C) nagpakita sa usa ka taas nga potensyal alang sa pitting corrosion sa NaCl solusyon (Fig. 11b. ).Ang mas taas nga passivating nga mga kabtangan sa kanhi kon itandi sa naulahi tungod sa balanse sa microstructural nga komposisyon sa asero (austenitic ug ferritic nga mga hugna) ug ang konsentrasyon sa mga elemento sa alloying.Tungod sa presensya sa ferrite ug austenitic nga mga hugna sa microstructure, Resendea et al.82 nagsuporta sa passive nga kinaiya sa DSS sa agresibo nga media.Ang ubos nga performance sa mga sample welded sa E1 ug E2 electrodes mahimong nakig-uban sa pagkunhod sa mga nag-unang alloying elemento, sama sa Cr ug Mo, sa welding zone (WZ), tungod kay sila stabilize sa ferrite phase (Cr ug Mo), molihok ingon nga. passivators Alloys sa austenitic nga hugna sa oxidized steels.Ang epekto niini nga mga elemento sa pitting resistance mas dako sa austenitic phase kay sa ferritic phase.Tungod niini nga rason, ang ferritic nga bahin moagi sa passivation nga mas paspas kay sa austenitic phase nga nalangkit sa unang passivation nga rehiyon sa polarization curve.Kini nga mga elemento adunay dakong epekto sa DSS pitting resistance tungod sa ilang mas taas nga pitting resistance sa austenitic phase kumpara sa ferritic phase.Busa, ang paspas nga passivation sa ferrite phase mao ang 81% mas taas kay sa austenite phase.Bisan kung ang solusyon sa Cl-in adunay kusog nga negatibo nga epekto sa abilidad sa pagpasa sa steel film83.Tungod niini, ang kalig-on sa passivating film sa sample mokunhod pag-ayo84.Gikan sa Table.Gipakita usab sa 6 nga ang potensyal sa kaagnasan (Ecorr) sa mga welded joints nga adunay E1 electrode medyo dili kaayo lig-on sa solusyon kon itandi sa welded joints nga adunay E2 electrode.Gipamatud-an usab kini sa ubos nga mga kantidad sa katig-a sa mga welds gamit ang mga electrodes E1 ug E2 sa fig.4a,b, nga tungod sa ubos nga sulod sa ferrite (Table 5) ug ang ubos nga sulod sa chromium ug molybdenum (Table 4) sa steel structure nga gihimo sa.Mahimong makahinapos nga ang resistensya sa kaagnasan sa mga asero sa simulate nga palibot sa dagat nagdugang uban ang pagkunhod sa sulud sa welding ug mikunhod nga adunay ubos nga sulud sa Cr ug Mo ug ubos nga sulud sa ferrite.Kini nga pahayag nahiuyon sa usa ka pagtuon ni Salim et al.85 sa epekto sa welding parameters sama sa welding current sa corrosion integrity sa welded steels.Samtang ang chloride motuhop sa puthaw pinaagi sa nagkalain-laing paagi sama sa capillary absorption ug diffusion, ang mga gahong (pitting corrosion) nga dili parehas nga porma ug giladmon naporma.Ang mekanismo lahi kaayo sa mas taas nga pH nga mga solusyon diin ang naglibot nga (OH-) nga mga grupo nadani lamang sa steel surface, nga nagpalig-on sa passive film ug naghatag og dugang nga proteksyon sa steel surface25,86.Ang labing maayo nga corrosion nga pagsukol sa mga sample No. 1 ug No. 7 nag-una tungod sa presensya sa steel structure sa usa ka dako nga kantidad sa δ-ferrite (Table 5) ug usa ka dako nga kantidad sa Cr ug Mo (Table 4), sukad sa Ang lebel sa pitting corrosion kasagaran anaa sa steel, welded sa DSS method, sa austenitic-phase structure sa mga parte.Busa, ang kemikal nga komposisyon sa haluang metal pasundayag sa usa ka mahukmanon nga papel sa corrosion performance sa welded joint87,88.Dugang pa, naobserbahan nga ang mga espesimen nga welded gamit ang E1 ug C electrodes sa kini nga pagtuon nagpakita sa ubos nga mga kantidad sa Ecorr gikan sa mga kurba sa PPC kaysa sa mga welded gamit ang E2 electrode gikan sa OCP curves (Table 5).Busa, ang anode nga rehiyon magsugod sa usa ka ubos nga potensyal.Kini nga pagbag-o nag-una tungod sa partial stabilization sa passivation layer nga naporma sa ibabaw sa sample ug ang cathodic polarization nga mahitabo sa wala pa ang hingpit nga stabilization sa OCP89 makab-ot.Sa fig.Ang 12a ug b nagpakita sa 3D optical profiler nga mga hulagway sa mga eksperimento nga corroded specimen ubos sa nagkalain-laing kondisyon sa welding.Kini makita nga ang pitting corrosion gidak-on sa mga specimens nagdugang uban sa ubos nga pitting kaagnasan potensyal nga gimugna sa taas nga welding kasamtangan sa 110 A (Fig. 12b), itandi sa pitting corrosion gidak-on nga nakuha alang sa welds uban sa usa ka ubos nga welding kasamtangan nga ratio sa 90 A. (Fig. 12a).Gipamatud-an niini ang pag-angkon ni Mohammed90 nga ang mga slip band naporma sa ibabaw sa sample aron gub-on ang surface passivation film pinaagi sa pagbutyag sa substrate ngadto sa 3.5% nga NaCl solution aron ang chloride magsugod sa pag-atake, hinungdan nga matunaw ang materyal.
Ang SEM-EDS analysis sa Table 4 nagpakita nga ang PREN values ​​sa matag austenitic phase mas taas kay sa ferrite sa tanang welds ug BM.Ang pagsugod sa pitting sa ferrite/austenite interface nagpadali sa pagkaguba sa passive material layer tungod sa inhomogeneity ug segregation sa mga elemento nga nahitabo sa mga lugar91.Dili sama sa austenitic phase, diin ang pitting resistance equivalent (PRE) value mas taas, pitting initiation sa ferritic phase tungod sa ubos nga PRE value (Table 4).Ang austenite nga bahin daw adunay usa ka mahinungdanon nga kantidad sa austenite stabilizer (nitrogen solubility), nga naghatag og mas taas nga konsentrasyon niini nga elemento ug, busa, mas taas nga resistensya sa pitting92.
Sa fig.Ang Figure 13 nagpakita sa kritikal nga pitting temperature curves para sa E1, E2, ug C welds.Tungod kay ang kasamtangan nga densidad misaka ngadto sa 100 µA/cm2 tungod sa pitting sa panahon sa ASTM test, kini mao ang tin-aw nga ang @110A weld uban sa E1 nagpakita sa usa ka minimum pitting kritikal nga temperatura sa 27.5 ° C gisundan sa E2 @ 90A soldering nagpakita sa usa ka CPT sa 40 °C, ug sa kaso sa C@110A ang pinakataas nga CPT kay 41°C.Ang naobserbahan nga mga resulta naa sa maayong pag-uyon sa naobserbahan nga mga resulta sa mga pagsulay sa polarization.
Ang mekanikal nga mga kabtangan ug corrosion nga kinaiya sa duplex stainless steel welds gisusi gamit ang bag-ong E1 ug E2 electrodes.Ang alkaline electrode (E1) ug ang acidic electrode (E2) nga gigamit sa proseso sa SMAW malampuson nga gitabonan sa flux composition nga adunay kinatibuk-ang coverage ratio nga 1.7 mm ug alkaline index nga 2.40 ug 0.40, matag usa.Ang kalig-on sa thermal sa mga fluxes nga giandam gamit ang TGA sa usa ka inert medium gisusi.Ang presensya sa usa ka taas nga sulud sa TiO2 (%) sa flux matrix nagpauswag sa pagtangtang sa slag sa mga weldment alang sa mga electrodes nga adunay sapaw nga acidic flux (E2) kung itandi sa mga electrodes nga adunay sapaw sa sukaranan nga flux (E1).Bisan kung ang duha nga adunay sapaw nga mga electrodes (E1 ug E2) adunay maayo nga abilidad sa pagsugod sa arko.Ang mga kondisyon sa welding, ilabi na ang init nga input, welding kasamtangan ug speed, adunay usa ka kritikal nga papel sa pagkab-ot sa austenite / ferrite phase balanse sa DSS 2205 welds ug ang maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan sa weld.Ang mga lutahan nga welded sa E1 electrode nagpakita sa maayo kaayo nga tensile properties (shear 0.2% YS = 497 MPa ug UTS = 732 MPa), nga nagpamatuod nga ang mga nag-unang flux adunay sapaw electrodes adunay usa ka taas nga sukaranan index itandi sa acid flux adunay sapaw electrodes.Ang mga electrodes nagpakita sa mas maayo nga mekanikal nga mga kabtangan nga adunay ubos nga alkalinity.Kini mao ang dayag nga sa welded lutahan sa electrodes uban sa usa ka bag-o nga sapaw (E1 ug E2) walay equilibrium sa ferrite-austenitic hugna, nga gipadayag sa paggamit sa OES ug SEM-EDS pagtuki sa weld ug quantified sa gidaghanon tipik sa. ang weld.Gikumpirma sa Metallography ang ilang pagtuon sa SEM.microstructures.Nag-una kini tungod sa pagkahurot sa mga elemento sa alloying sama sa Cr ug Mo ug ang posible nga pagpagawas sa Cr2N sa panahon sa welding, nga gipamatud-an sa pag-scan sa linya sa EDS.Gisuportahan pa kini sa ubos nga mga kantidad sa katig-a nga naobserbahan sa mga welds nga adunay E1 ug E2 nga mga electrodes tungod sa ilang ubos nga proporsyon sa ferrite ug alloying nga mga elemento sa istruktura sa asero.Ang Ebidensya sa Kaagnasan nga Potensyal (Ecorr) sa mga welds gamit ang E1 electrode napamatud-an nga gamay nga dili kaayo makasugakod sa solusyon sa kaagnasan kumpara sa mga welds gamit ang E2 electrode.Kini nagpamatuod sa pagka-epektibo sa mga bag-ong naugmad electrodes sa welds gisulayan sa 3.5% NaCl palibot nga walay flux sagol nga haluang metal komposisyon.Mahimong makahinapos nga ang resistensya sa corrosion sa simulate nga palibot sa dagat nagdugang uban ang pagkunhod sa welding current.Busa, ang ulan sa carbide ug nitride ug ang sunod-sunod nga pagkunhod sa corrosion pagsukol sa welded joints sa paggamit sa E1 ug E2 electrodes gipatin-aw pinaagi sa usa ka dugang nga welding kasamtangan, nga misangpot sa usa ka imbalance sa bahin balanse sa welded lutahan gikan sa dual-katuyoan steels.
Sa hangyo, ang datos alang niini nga pagtuon ihatag sa tagsa-tagsa nga tagsulat.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. ug Liimatainen J. Microstructure sa super duplex stainless steel nga naporma sa powder metallurgy init nga isostatic pressing sa industriyal nga heat treatment.Metal.alma mater.ulitawo.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. ug Kitagawa Y. Microstructure control sa pag-apil sa modernong stainless steels.Sa Pagproseso sa Bag-ong mga Materyal alang sa Advanced Electromagnetic Energy, 419-422 (2005).
Smook O. Microstructure ug mga kabtangan sa super duplex stainless steels sa modernong powder metalurhiya.Royal Institute of Technology (2004)
Lotto, TR ug Babalola, P. Polarization Corrosion Behavior ug Microstructural Analysis sa AA1070 Aluminum ug Silicon Carbide Matrix Composites sa Acid Chloride Concentrations.Madanihon nga inhenyero.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. ug Ferro P. Welding nga proseso, microstructural change ug final properties sa duplex ug super duplex stainless steels.Duplex stainless steel 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. ug Karaaslan A. Impluwensya sa annealing time ug cooling rate sa deposition process sa two-phase corrosion-resistant steels.Metal.ang siyensya.pagtambal sa init.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S ug Ravi K. Pagpalambo sa lean duplex stainless steels (LDSS) nga adunay maayo kaayo nga mekanikal ug corrosion nga mga kabtangan sa laboratoryo.Advanced nga alma mater.tangke sa pagtipig.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. ug Isgor OB Metallurgical ug electrochemical properties sa super duplex stainless steel cladding layers sa mild steel substrates nga nakuha pinaagi sa laser alloying sa powder layer.ang siyensya.Rep. 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. ug Kuroda, K. Mga paningkamot sa pagluwas sa nickel sa austenitic stainless steels.ISIJ International 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. ug Gonome F. Pag-uswag sa bag-ong serye sa lean duplex stainless steels.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. NIPPON Steel Technical Report No. 126 (2021).