شماره ركورد
33553
پديد آورنده
مجتبي فربختي
عنوان
تاثير عمليات حرارتي پس از جوش بر ريزساختار و خواص مكانيكي جوش اصطكاكي دوراني ناهمسان فولاد زنگنزن 304 به فولادهاي كربني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/05/08
استاد راهنما
دكتر سيد رضا علمي حسيني - دكتر منصور سلطانيه
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مواد و متالورژي
چكيده
در اين پژوهش، تأثير عمليات حرارتي پسگرمايش بر استحكام اتصال و ريزساختار جوش ناهمسان فولاد زنگنزن AISI 304 به فولادهاي كربني AISI 1015، AISI 1035 و AISI 1045 جوشكاريشده به روش اصطكاكي دوراني بررسي شد. فرآيند جوشكاري در دو زمان اصطكاك 3 و 5 ثانيه انجام شد. نمونههاي جوشكاريشده در زمان 5 ثانيه كه بالاترين استحكام را داشتند براي عمليات حرارتي انتخاب شدند. عمليات حرارتي پس از جوش در دماهاي 300، 400 و 500 درجۀ سانتيگراد به مدت 1 ساعت انجام شد و نمونهها در هوا سرد شدند. آزمايش كشش در نرخ كرنش 1 ميليمتر بر دقيقه مطابق استاندارد ASTEM E8 انجام شد. آزمايش سختيسنجي نيز از مقطع اتصال تحت بار 100 گرم به منظور رسم پروفيل سختي صورت گرفت. ريزساختار و سطح شكست جوش به كمك ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد. همچنين، مشخصهيابي عنصري و فازي نمونهها با استفاده از پراش پرتوي ايكس و طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس بررسي شد. نتايج آزمايش پراش اشعه ايكس، تشكيل كاربيد كروم در دماهاي بالا، كاهش تنش پسماند و جابجايي پيكها را با انجام عمليات حرارتي را نشان داد. استحكام اتصال با افزايش زمان جوشكاري تا 5 ثانيه و دماي عمليات حرارتي، تا دماي 400 درجۀ سانتيگراد افزايش يافت و پس از آن در دماي 500 درجۀ سانتيگراد افت كرد. حداكثر استحكام در اتصال فولاد AISI 1035 در زمان جوشكاري 5 ثانيه با 4/698 مگاپاسكال حاصل شد و پس از انجام عمليات حرارتي در 400 درجۀ سانتيگراد به 4/728 مگاپاسكال رسيد. حداكثر درصد ازدياد طول مربوط به نمونۀ HTA500 با مقدار 32/8 درصد بود. بررسيهاي ريزساختاري وجود كاربيد كروم و دانههاي تبلورمجدديافته را در مقطع اتصال نشان داد. سطح شكست اتصال نيز با افزايش زمان جوشكاري تردتر و با افزايش دماي عمليات حرارتي نرمتر شد. همچنين، شكست در اتصال فولاد AISI 1035 در نزديكي مقطع جوش رُخ داد كه حاصل آن ازدياد طول كمتر بود. در نمونههاي A5، B5 و C5 متوسط سختي ناحيۀ جوش به ترتيب 273، 346 و 359 ويكرز بود كه با انجام عمليات حرارتي در 500 درجۀ سانتيگراد در نمونههاي به 251، 314 و 314 ويكرز كاهش يافت.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/14
عنوان به انگليسي
Effect of post-weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of rotary friction welding of 304 stainless steel to carbon steel
تاريخ بهره برداري
7/30/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مجتبي فربختي
چكيده به لاتين
In this study, the effect of post-weld heat treatment on the joint strength and microstructure of dissimilar welds between stainless steel 304 and carbon steels AISI 1015, AISI 1035, and AISI 1045, welded by rotary friction welding, was investigated. The welding process was carried out at two friction times of 3 and 5 s. The samples welded at 5 s, which exhibited the highest strength, were selected for heat treatment. The post-weld heat treatment was performed at temperatures of 300, 400, and 500°C for 1 hour, and the samples were air-cooled. The tensile test was conducted at a strain rate of 1 mm/min according to ASTM E8 standard. Hardness testing was also performed on the cross-section of the joint under a 100 g load. The microstructure and fracture surface of the welds were examined using an optical microscope and a scanning electron microscope. Additionally, elemental and phase characterization of the samples was carried out using X-ray diffraction (XRD) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results of the X-ray diffraction test showed the formation of chromium carbide at higher temperatures, a reduction in residual stress, and peak shifts as a result of the heat treatment. The joint strength increased with the welding time up to 5 s and with the heat treatment temperature up to 400°C, after which it decreased at 500°C. The maximum joint strength was achieved in the AISI 1035 steel weld at a 5 s welding time, reaching 698.48 MPa, and after heat treatment at 400°C, it increased to 728.45 MPa.The highest elongation was also observed in the HTA500 sample, which increased from 6.86% to 8.32% after heat treatment at 500°C. Microstructural analysis revealed the presence of chromium carbide and recrystallized grains at the weld interface. The fracture surface of the joint became more brittle with increased welding time and softer with higher heat treatment temperatures. Additionally, in the AISI 1035 steel joint, a fracture occurred near the weld zone, resulting in lower elongation. In the A3, A5, B3, B5, C3, and C5 samples, the average hardness of the weld zone was 261, 273, 341, 346, and 359 Vickers, respectively. After heat treatment at 500°C, the hardness values decreased to 251, 314, and 314 HV in the HTA500, HTB500, and HTC500 samples, respectively.
كليدواژه هاي فارسي
جوشكاري ناهمسان , جوشكاري اصطكاكي , جوشكاري فولاد , عمليات حرارتي پس از جوش , خواص مكانيكي
كليدواژه هاي لاتين
Dissimilar welding , Friction welding , Steel welding , Post–welding heat treatment , mechanical properties
Author
Mojtaba Farbakhti
SuperVisor
Seyed Reza Elmi Hosseini and Mansour Soltanieh