11349

11349

تاثير گاز محافظ بر خواص جوش و پديده ي ذوب شدگي در جوشكاري GTAW روي آلياژهاي Hastelloy X و Nimonic 263

كارشناسي ارشد

مواد - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

پاييز 1390

پاييز 1390

دكتر مسعود گودرزي - دكتر مرتضي تميزي فر

چكيده Hastelloy X و Nimonic 263 دو سوپرآلياژ پايه نيكل هستند كه به طور وسيعي در ساخت اجزاي ثابت توربين¬هاي گازي كاربرد دارند و فرآيند جوشكاري قوسي تنگستن- گاز يكي از پركاربردترين روش¬هاي ساخت اين اجزا مي¬باشد. متاسفانه، جوشكاري آلياژ Hastelloy Xبا مشكل ترك ذوب¬شدگي در ناحيه HAZ روبه¬روست. از آنجاييكه پارامتر نرخ حرارت ورودي تاثير زيادي بر اين پديده دارد، بنابراين كاهش نرخ حرارت ورودي حين جوشكاري از اهميت بالايي برخوردار خواهد بود. از طرفي بهبود ريزساختار فلز جوش هر دو آلياژ، به¬ويژه Nimonic 263، از لحاظ صنعتي و اقتصادي حائز اهميت است. در اين تحقيق ورق¬هاي نازكي از سوپرآلياژهاي پايه نيكل Hastelloy X و Nimonic 263 با روش GTAW جوشكاري شدند و تأثير افزودن صفر تا پنج درصد حجمي نيتروژن در گاز محافظ بر ترك ذوب¬شدگي در ناحيه متاثر از حرارت، سرعت جوشكاري، ريزساختار فلز جوش و ناحيه متاثر از حرارت و خواص مكانيكي بررسي شده است. سرعت جوشكاري حين فرآيند اندازه¬گيري گرديد. ريزساختار فلز جوش و ناحيه متاثر از حرارت با ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي (SEM) مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون ميكروسختي روي نمونه¬هاي جوشكاري شده با مقادير مختلف نيتروژن در گاز محافظ انجام شد، و استحكام كشش ورق¬هاي جوشكاري شده با گاز آرگون خالص و گاز بهينه براي هر آلياژ با هم مقايسه شدند. نتايج تجربي نشان داد كه سرعت جوشكاري هر دو آلياژ با افزايش نيتروژن در گاز محافظ افزايش مي¬يابد. افزايش مقدار نيتروژن تا مقدار چهار درصد موجب كاهش نرخ حرارت ورودي، اندازه دانه و عرض ناحيه HAZ در آلياژ Hastelloy X شد. پديده¬ي ذوب¬شدگي در ناحيه HAZ آلياژ Hastelloy X با افزودن اين مقدار نيتروژن به آرگون به طور قابل¬ملاحظه¬اي كاهش پيدا كرد. ريزترين ساختار فلز جوش سوپرآلياژهاي Hastelloy X و Nimonic 263 به ترتيب به ازاي افزودن 4 و 5 درصد نيتروژن در گاز محافظ حاصل شد. استحكام كشش آلياژهاي Hastelloy X و Nimonic 263 با افزودن چهار و پنج درصد نيتروژن نسبت به آرگون خالص به ترتيب از 665 به MPa 718 و 778 به MPa 844 افزايش يافت. سختي منطقه جوش نيز با افزايش مقدار نيتروژن زياد گرديد. كلمات كليدي: Hastelloy X، Nimonic 263، منطقه¬ي متاثر از حرارت، ترك ذوب¬شدگي، خواص مكانيكي