بررسی دو نوع خوردگی، خوردگی بین دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی

دانلود بررسی دو نوع خوردگی، خوردگی بین دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی

چکیده 

 این تحفیق در دو بخش ، بخش اول به بررسی خوردگی بین دانه ای^۱ و دیگری به خوردگی توام با تنش^۲  در فولادهای زنگ نزن پرداخته شده است .اینکه پدیده حساس شدن چیست  و چه عواملی سبب حساس شدن فولاد می شوند مورد بررسی قرار گرفته است . همچنین به برخی از راههای عمومی پیشگیری از مستعد شدن فولادها برای خوردگی بین دانه ای اشاره شده است. در مورد خوردگی تنشی هم فاکتورهای اثر گذار در این پدیده آورده شده است . در پایان هربخش تحقیقات انجام گرفته در آن زمینه مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آنها جمع بندی[۱] شده است.

۱-مقدمه

فولادهای زنگ‌نزن اوستنیتی به علت دارا بودن خواص مکانیکی مناسب و مقاومت عالی به خوردگی، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند. اگر چه حالت کارشده (Wrought) این فولادها، مقاوم به خوردگی است، اما حالت جوشکاری شده آن ممکن است مقاوم به خوردگی نباشد. سیکل حرارتی ناشی از جوشکاری و یا عملیات حرارتی تنش‌زدایی که بر فولاد اعمال می‌شود، ممکن است باعث رسوب فاز کاربید کروم در مرز دانه‌های فولاد، در منطقه متأثر از جوش بشود. نتیجه این فرایند، کاهش غلظت عنصر کروم در مناطق چسبیده به رسوبها است که ممکن است این اختلاف غلظت در ترکیب شیمیایی، باعث از دست رفتن مقاومت فولاد به خوردگی بشود و فولاد به نوعی خوردگی به نام “خوردگی بین دانه‌ای” حساس بشود. اگر فولاد تحت این شرایط، در محیط سرویس قرار بگیرد، مناطق حساس شده، خورده می‌شوند و در نهایت، قطعه دچار شکست ناشی از خوردگی خواهد شد.

طبق آمارهای موجود، سهم عمده‌ای از شکست قطعات در صنایع، شکست ناشی از خوردگی می‌باشد که قسمتی از آن نیز به خوردگی بین دانه‌ای مربوط می‌شود. در نتیجه، با توجه به اهمیت موضوع، هنگام انتخاب فولاد، باید از مقاومت به خوردگی بین دانه‌ای فولاد مورد نظر، بعد از اتمام پروسه‌های ساخت، اطمینان حاصل نمود.

خوردگی بین دانه‌ای، اولین بار حدود ۷۵ سال پیش شناخته شد. از آن موقع به بعد، تحقیقات فراوانی به منظور شناخت بهتر این پدیده و روشهای جلوگیری از آن صورت گرفت. در طول این مدت، در عملیات تولید فولاد و روشهای جوشکاری آن، تغییرات قابل ملاحظه‌ای اتفاق افتاده است. با این همه، کماکان این سئوال مطرح است که هم اکنون نیز در استفاده از این فولادها، با پدیده خوردگی بین دانه‌ای روبرو می‌شویم یا خیر؟

نتیجه تحقیقات فراوان انجام شده در سالیان گذشته و یافته‌های محققان در زمینه مقابله با این پدیده در این گزارش آورده شده است. شرایط ترکیب شیمیایی، روشهای جوشکاری، عملیات حرارتی و شرایط محیطی که تحت آن خوردگی بین دانه‌ای می‌تواند اتفاق بیفتد، مشخص شده و روشهای جوشکاری برای حداقل کردن این پدیده، معرفی شده است.

قسمتی از این گزارش به پدیده Knife Line Attack و مکانیزم تشکیل و روش‌های جلوگیری از آن اختصاص دارد. Knife Line Attack  نیز نوعی خوردگی موضعی است که مکانیزم آن با مکانیزم خوردگی بین دانه‌ای تفاوت دارد و در فولادهای تثبیت شده اتفاق می‌‌افتد، ولی به علت شباهت به خوردگی بین دانه‌ای، در بعضی مراجع، نوعی از خوردگی بین دانه‌ای در نظر گرفته می‌شود.

–

فهرست مطالب

۱-مقدمه ۱
۱-۱- تعریف خوردگی ۲
۱-۲- خوردگی الکترو شیمیایی ۳
۱-۳- خوردگی یکنواخت و موضعی ۴
۱-۴- اثر جوشکاری بر خوردگی ۶
۱-۵- پدیده های متالورژیکی ناشی از جوشکاری ۷
۱-۵-۱- تغییرات فازی و جدایش ۸
۱-۶- خوردگی بین دانه ای ۱۰
۱-۷- خوردگی بین دانه ای فولادهای زنگ نزن اوستنیتی در اثر جوشکاری ۱۲
۱-۸- عوامل موثر بر خوردگی بین دانه ای ۱۷
۱-۸-۱- ترکیب شیمیایی و ریز ساختار ۱۸
۱-۸-۲- تاریخچه حرارتی ۲۶
۱-۸-۳- تنش وتغییر شکل پلاستیک ۲۹
۱-۸-۴- اثر محیط ۳۰
۲- روشها و پارامترهای جوشکاری به منظور اجتناب از خوردگی بین دانه ای ۳۷
۲-۱- دامنه کاربرد روشهای جوشکاری پیشنهادی ۳۷
۲-۲- اثر فرآیند جوشکاری وشرایط جوشکاری در وقوع حساسیت ۳۸
۲-۳- رابطه بین انرژی جوش حساس کننده وحساسیت به خوردگی بین دانه ای ۴۲
۳-جنبه های متالورژیکی Knife Line Attack در فولادهای زنگ نزن تثبیت شده ۴۵
۳-۱- خوردگی KLA در فولادهای زنگ نزن تثبیت شده ۴۵
۳-۲- خصوصیات KLA 46
۳-۳- آنالیز دلایل KLA 49
۳-۴- KLA در اتصالات جوشکاری شده در فولادهای زنگ نزن ۵۹
۴- خوردگی توام با تنش ۶۲

عنوان صفحه
۴-۱- شکل ترکها ۶۴
۴-۲- طبقه بندی مکانیزمها ۶۵
۴-۲-۱- مکانیزمهای متالورژیکی ۶۶
۴-۲-۲- مکانیزمهای حل شدن ۶۶
۴-۲-۳- مکانیزمهای هیدروژن ۶۷
۴-۲-۴- مکانیزمهای مکانیکی ۶۸
۴-۳- روشهای جلوگیری ۶۸
۵- نتیجه گیری ۷۱
۶- مراجع ۷۳