دانلود رایگان ترجمه مقاله تغییر ساختار و سختی در اتصالات جوشی از فولادهای هاردوکس (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۰۸)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1872

جدول ۴، روش و پارامترهای عملیات حرارتی اعمال شده برای اتصالات تست شده را نشان می دهد. آنها در حالت تحویل داده شده (pos. 1) پس از جوشکاری (pos. 2) و یا پس از سخت شدن و آبکاری (pos. 2 و ۳) و سخت شدن انجام می شوند. محدودیت درجه حرارت آبکاری تا ۳۰۰ درجه از آزمون های سختی و ساختار برای Hardox 400 و فولادهاي Hardox 500 در درجه حرارت آبکاری ۲۰۰ ° C تا ۷۰۰ ° C حاصل می شود. تا دمای آبکاری ۳۰۰ ° C، فولادها، متوسط سختی را حفظ می کنند: ۳۶۳ HV10 – Hardox 400 و ۴۲۸ HV10 Hardox 500. از درجه حرارت آبکاری ۴۰۰ ° C، سختی آنها سریع افت می کند که آنها را از استفاده در شرایط سایش مستثنی می کند.
۲٫۲٫ ساختار اتصال و تغییرات سختی در حالت تحویل داده شده
شکل ۴، ساختار نمونه ای از فولاد Hardox 500 به صورت تحویل داده است. جوشهای اتصالی، تغییرات ظاهری و تنوع در ساختار (شکل ۵) را معرفی کرده است. نمودارهای اندازه گیری سختی (شکل ۶ و ۷)، گسترش مناطق سختی کاهش یافته را اثبات می کند. در مورد فولاد Hardox 400، این منطقه۷۰ میلی متر عرض دارد و برای Hardox 500 به اندازه ۹۰ میلی متر می رود.

همچنین، محتوای کربن در مواد اتصال به وضوح بالاتر از آن چیزی است که می تواند از جدول ۳ نتیجه شود. این مورد خود را با مقدار بالای پرلیت پراکنده ریز در مواد اتصال (شکل ۵، W منطقه) نشان می دهد. عدم ناسازگاری های جوش نیز نتیجه مشاهدات ماکرو و میکروسکوپی از اتصالات تست شده است.
نتایج آزمون استحکام اتصال جوش داده شده در حالت تحویل داده شده، یک قدرت اتصال متوسط فولاد Hardox 400 را برابر با ۶۱۵ مگاپاسکال، و برای Hardox 500 برابر با ۶۳۴ مگاپاسکال نشان می دهد. اینها مقادیر بسیار بالا هستند و از نقطه نظر عملکرد حدود ۶۰٪ برای Hardox 400 و در حدود ۵۰٪ برای فولادهاي Hardox 500 را تشکیل می دهند.

شکل. ۷٫ تغییرات سختی در اتصالات جوش داده شده در فولادهاي Hardox 500 در حالت تحویل داده شده: Δh ≈ ۴۵ میلی متر، سختی جوش ≈ ۲۳۰ HV10
۲٫۳٫ ساختارها و تغییرات سختی در اتصالات پس از عملیات حرارتی
مروری بر تغییرات سختی و ساختارهای اتصالات پس از پرداخت گرمایی در شکل ۸-۱۶ ارائه شده است. مطالعات ماکرو و میکروسکوپی نشان داده نشده است که شکست های اتصالات به صورت ترک به عنوان یک نتیجه از عملیات حرارتی ظاهر شده اند. همه مناطق اتصال (مشخص شده در شکل ۵) به لحاظ ساختاری با تغییر نسبت به ساختار مواد اولیه در حالت تحویل داده شده تبدیل شده اند. اطلاعات در مورد فرمت مناطق سختی کاهش یافته، در جدول ۵ آمده است. مقادیر حداقل اندازه گیری سختی در حالت تحویل داده شده به عنوان مرز آن منطقه در نظر گرفته شده است.
خلاصه
نتایج اندازه گیری در تغییرات سختی در جدول شماره ۵ آمده است. مشاهدات زیر از داده ها حاصل می شوند:
a) عرض منطقه با سختی پایین تر در HAZ در رابطه با عرض منطقه در حالت تحویل داده شده به طور قابل توجهی به عنوان نتیجه تمام الگوهای پردازش حرارتی محدود شده اند. علاوه بر مورد سخت شدن و آبکاری فولادهاي Hardox 500 در دمای ۳۰۰ ° C، مناطق با سختی کاهش یافته، ۳ تا ۶ بار کمتر شده است.
b) به عنوان یک نتیجه از عملیات حرارتی، سختی مواد جوش به طور قابل توجهی افزایش یافته است. در موارد شدید آنها تا ۷۰٪ برای Hardox 400 ، و ۹۰٪ برای فولادهاي Hardox 500 تغییر می کنند. این نشان می دهد که این مناطق نیز باید مقاومت در برابر سایش بیشتر را در رابطه با حالت تحویل داده شده ارائه دهند.
c) در مورد جوشکاری فولادهاي Hardox 500 سخت و آبکاری شده در دمای ۳۰۰ ° C، عرض منطقه با سختی پایین تر مشابه با حالت تحویل داده شده است. با این حال، تفاوت اساسی، به منزله صاف شدن تغییرات سختی بین مواد بومی و HAZ و سختی مواد جوش است. پس از عملیات حرارتی، ΔHV10 ≈ ۲۹۰٫ این نشان دهنده افزایش احتمالی مقاومت در برابر سایش در منطقه تغییر ساختار اتصال جوش داده شده است.

آزمایشات میکروسکوپی، تغییرات در ساختار مناطق خاص را برای اتصالات جوش داده شده در رابطه با ساختارهای آنها در حالت تحویل داده شده تایید می کند. این مواد نشان دهنده تحولات ساختاری گنجانده شده است:
a) تغییر در ساختار مواد جوش با هاله فریت در مرز دانه ای ( شکل ۵، منطقه W ) را به یک ساختار با مارتنزيت آبکاري شده کم کربن (شکل ۱۵).
b) بدست آوردن ساختار مارتنزيت آبکاري شده در کل منطقه متاثر از حرارت (شکل ۱۶). این ساختار بسیار شبیه به فولادهاي Hardox 500 در حالت تحویل داده شده است (شکل ۴) . علاوه بر این، به عنوان یک نتیجه از عملیات حرارتی، تغییرات ساختاری در منطقه همجوشی حذف می شود.

در فولاد Hardox 400 جوش داده شده، تغییرات ساختاری در شرایط مختلف پرداخت حرارتی، انحراف از ساختار اتصالات فولادهاي Hardox 500 را نشان می دهد: آنها شامل:
a) ساختار Sorbitic می شوند و نه مارتنزیتی از مواد جوش.
b) منطقه باریک از دانه های فریت ریز ( از سمت فولاد Hardox 400) در منطقه همجوشی.
c) ساختار مارتنزیت با فرآیند آبکاری پیشرفته در منطقه تحت تاثير حرارت نسبت به مورد فولادهاي Hardox 500 (شکل ۱۶).