بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همجنس فولاد زنگ نزن 321 به فولاد کم آلیاژ استحکام بالای api x65

در این پژوهش اتصال غیر‌همجنس فولاد کم‌آلیاژ استحکام‌ بالای 65x به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 321 با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی دستی با دو الکترود 308 و 309 انجام شد. در ادامه، ساختار، ریزساختار، سختی و استحکام کششی اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ساختار هر دو اتصال در ناحیه جوش حاوی فازهای آستنیت و دلتا فریت بود. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که درصد فاز فریت در جوش الکترود 309 بالاتر از مقدار این فاز در جوش الکترود 308 بود. در هر دو اتصال یک لایه واسط حاوی فازهای فریت و مارتنزیت در فصل‌مشرک فلز جوش و فولاد کم‌آلیاژ استحکام بالای 65x تشکیل شد. نتایج آزمون سختی نشان داد که مقدار سختی فلز جوش دو الکترود 308 و 309 به‌ترتیب 30 و 38 درصد بیشتر از فولاد کم‌آلیاژ بود. نتایج آزمون کشش بیانگر آن بود که استحکام کششی جوش تولید‌شده با الکترود 309 در حدود 5/1 درصد بالاتر از الکترود 308 و مقدار قابلیت تغییر طول 26 درصد کمتر بود. شکست نهایی در تمامی نمونه‌ها در فصل‌مشترک فلز جوش و فولاد کم‌آلیاژ اتفاق افتاد. بررسی سطوح شکست نمونه‌ها بیانگر ترکیب مکانیزم شکست نرم و ترد در نمونه‌های آزمون کشش بود.

Investigation of microstructure and mechanical properties of dissimilar joints between AISI 321 stainless steel and X65 high-strength low-alloy steel

In the present study, a dissimilar joint was established between 321 stainless steel and X65 highstrength lowalloy steel by shielded metal arc welding process using 308 and 309 stainless steel electrodes as filler materials. Then, the structure, microstructure, hardness, and tensile properties of the joints were investigated. Results showed that austenite and delta ferrite phases developed in the structure of the joints. Microstructure characterization confirmed that the volume fraction of delta ferrite in the microstructure of 309 weld metal was higher than the 308 electrode weld metal. A ferritic+martensitic layer was formed at the interface of both weld metals and X65 steel. The hardness of 308 and 309 weld metals was 30% and 38% higher than the low alloy steel base metal, respectively. Tensile test results showed that the strength of the joint set up using 309 electrode was 1.5% higher and its elongation was 26% lower than the joint made by 308 electrode. In all specimens fractured occurred at the interface between the weld metal and the low alloy steel. A mixed ductilebrittle fracture mode was observed on the fracture surface of tensile test specimens.