تاثیر نانو ذرات آلومینای روکش شده با اکسید منگنز بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد کم کربن در فرآیند جوشکاری gmaw

در این تحقیق از نانو ذرات سنتزشده کامپوزیتی اکسید فلزی بر پایه آلومینا همراه با پوشش منگنز به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لب‌به‌لب جوش یک پاسه ورق فولاد کم کربن با استفاده از فرآیند gmaw استفاده شده است. پس از انتخاب پارامترهای مناسب جوشکاری و اضافه نمودن مقادیر 0.25 و 0.5 گرم از نانو پودر به‌دست‌آمده به درز جوش و انجام فرآیند جوشکاری، نمونه های موردنیاز جهت آزمون ریز سختی سنجی و کشش آماده شدند. سپس، نمونه بهینه با توجه به عدم وجود عیوب ظاهری و متالورژیکی در ریزساختار و با توجه به بیشترین استحکام کششی نهایی انتخاب شد. ریزساختارهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و سطح شکست نمونه ورق بدون مواد نانو نمونه بهینه با حضور مواد نانو مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذرات به منطقه جوش نفوذ کرده و باعث ایجاد ساختار سوزنی شکل (فریت سوزنی) و درهمبافته گردیده است. علت تشکیل این ساختار را می توان حضور نانو ذرات در حین فرآیند جوشکاری و تشکیل مراکز جوانه زا جهت ایجاد جوانه‌های مناسب در مکان‌های مناسب دانست. با توجه به نتایج، استحکام کششی نهایی و درصد ازدیاد طول به ترتیب از 387 مگاپاسکال و 6.8 درصد به 408 مگاپاسکال و 13.6 درصد افزایش یافت. مقدار میانگین سختی در ناحیه فلز جوش در نمونه جوشکاری شده با 0.5 گرم پودر نسبت به نمونه بدون پودر از vhn 158 به vhn 172 افزایش یافت.

The effect of Al2O3 Nanoparticles coated with manganese oxide on the microstructure and mechanical properties of low carbon steel using GMAW process

This paper reports an investigation carried out to determine the effect of aluminum oxide Nanoparticles coated with manganese on the microstructure and mechanical properties of singlepass butt joint of low carbon steel plates of 6.0 mm thicknesses using gas metal arc welding process. After selecting appropriate welding parameters and adding 0.25 gr and 0.5 gr of Nanoparticles into the joint line and carrying out the welding, the samples were prepared for micro hardness and tensile tests. Furthermore, the sample with optimum Nanoparticles having the highest ultimate tensile strength and without having any visible and metallurgical defects in the microstructure was selected for further investigation.  Subsequently, microstructures of the weld without and with optimum Nanoparticles were studied using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) and the fractured surface of the weld obtained from tensile testing was investigated for the samples without Nano particles and the optimum sample with Nano materials were studied. The results show that Nanoparticles added to the weld pool penetrated into the weld zone and helped in formation of acicular ferrite in the microstructure. Based on the results obtained, ultimate tensile strength and percentage of elongation of samples without Nanoparticles and with optimum Nanoparticles were increased from 387 MPa and 6.8% to 408 MPa and 13.6%, respectively. In addition, the average hardness of the weld metal without Nanoparticles and with optimum Nanoparticles were increased from 158 VHN to 172 VHN respectively