|
|
مطالعات ریزساختاری اتصالات پرتوی لیزر بین آلیاژ اینکونل 718 و فولاد زنگنزن دوفازی 2304 با هدف بهینهسازی پارامترهای فرایند و دستیابی به استحکام شکست بیشینه
|
|
|
|
|
نویسنده
|
مرادی رضا ,روشنایی محمد ,مستعان حسین ,نعمت زاده فردین ,صفری مهدی
|
منبع
|
مواد پيشرفته در مهندسي - 1400 - دوره : 40 - شماره : 1 - صفحه:45 -63
|
|
|
چکیده
|
در پژوهش حاضر، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه میان فولاد زنگنزن دوفازی 2304 و سوپر آلیاژ اینکونل 718 با استفاده از فرایند جوشکاری لیزر پالسی مطالعه و ارزیابی شد. هدف از انجام این پژوهش، با توجه به وجود خلا محسوس در این نوع اتصال و بررسی تحولات ریزساختاری در نواحی مختلف جوش و تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر بر خواص مکانیکی این اتصالات غیرمشابه است. بدین منظور، از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ با تکنیک مرکب مرکزی برای بهینهسازی پارامترهای جوشکاری لیزر استفاده شد. محدوده پارامترهای موثر فرایند شامل توان لیزر، سرعت جوشکاری و عمق فوکوس بهترتیب 1000 تا1900 وات، 1 تا 5 میلیمتر بر ثانیه و 1 تا 1 میلیمتر درنظر گرفته شد. از آزمایش کشش تکمحوره برای تعیین نیروی شکست اتصالات و از میکروسکوپ نوری برای مشاهدههای ریزساختاری و تغییر و تحولات فازی بهره گرفته شد. نتایج بهدست آمده حاکی از آن است که افزایش دو متغیر سرعت جوشکاری و عمق فوکوس در ابتدا باعث افزایش نیروی شکست اتصالات شده و پس از رسیدن به یک مقدار بهینه، نیروی شکست شروع به کاهش میکند. در این پژوهش بیشینه نیروی شکست اتصالات در توان 1900 وات، سرعت جوشکاری سه میلیمتر بر ثانیه و عمق فوکوس صفر میلیمتر محاسبه شد. با توجه به نتایج ریزساختار منطقه جوش، دندریتهای هممحور در مرکز ناحیه جوش غالب هستند درحالی که در نزدیکی خط ذوب دندریتها بهصورت ستونی انجماد یافتهاند. همچنین تغییرات سختی در نواحی مختلف اتصال بحث و بررسی شد. بر اساس نتایج، بهدلیل انحلال رسوبات استحکامبخش نظیر tic و nbc طی فرایند جوشکاری پرتوی لیزر، سختی ناحیه جوش نسبت به فلز پایه اینکونل 718 کاهش یافت.
|
کلیدواژه
|
فولاد زنگنزن دوفازی، سوپرآلیاژ پایه نیکل، بهینهسازی، جوشکاری لیزر.
|
آدرس
|
دانشگاه اراک, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی مواد و متالورژی, ایران, دانشگاه اراک, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی مواد و متالورژی, ایران, دانشگاه اراک, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی مواد و متالورژی, ایران, دانشگاه اراک, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی مواد و متالورژی, ایران, دانشگاه صنعتی اراک, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MICROSTRUCTURAL STUDIES ON LASER WELDING OF INCONEL 718 TO 2304 DUPLEX STAINLESS STEEL WITH A FOCUS ON OPTIMAZING PROCESS PARAMETERS AND ACHIEVING THE MAXIMUM FRACTURE STRENGTH
|
|
|
Authors
|
Nematzadeh F. ,Mostaan H. ,Roshanaee M. ,Safari M. ,Moradi R.
|
Abstract
|
In this research, microstructure and mechanical properties of laser welded joints between 2304 duplex stainless steel and Inconel 718 nickelbased super alloy were investigated. Microstructural evolution in the various areas of welded joints and also the effect of welding parameters on the mechanical properties of dissimilar joints were studied. Response surface methodology based on the central composite design was used in order to find the optimum welding parameters. Effective parameters of the welding process including laser power, travel speed and defocusing distance were set in the range of 1000 to 1900 W, 1 to 5 mm/s and 1 to 1 mm, respectively. Uniaxial tensile test was used to evaluate the fracture force of weld joints. The microstructural observations and phase evolutions were studied using optical microscope. It was found that the fracture force of the weld joints firstly increased by travel speed and defocusing distance and then decreased by further increase. The maximum fracture force was obtained when laser power, travel speed and defocusing distance were 1900 W, 3 mm/s and 0 mm, respectively. The center line of weld metal was mainly consisted of equiaxed grains where, columnar grains were formed in the fusion line. The obtained results from the hardness measurement showed that the hardness of Inconel 718 was decreased due to dissolution of TiC and NbC particles.
|
Keywords
|
Duplex stainless steel ,Nickel based super alloy ,Optimization ,Laser welding.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|