فرمت فایل: word
تعداد صفحه:77
دانشگاه آزاد اسلامی (واحد تهران مرکز)
دانشکده مهندسی مکانیک
عنوان پروژه:
بررسی دو نوع خوردگی، خوردگی بین دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی
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
3-3- آنالیز دلایل KLA 49
3-4- 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
6- مراجع:
[۱]: Tuysserkani, H., Principles of Material Sciene, second edition, (2000).
[2]: Stansbury, E.F. and Abuchanan, J., Fundamentals of Electrochemical Corrosion, ASM International, (2000).
[3]: Sedriks, A.J., Corrosion of Stainless Steels, John Wiley & Sons, New York, USA, (1996).
[4]: ASM Metals Handbook, Vol 13, corrosion, (1990).
[5]: Gooch, T.G. and Willingham, D.C., Weld Decay in Austenitic Stainless Steels, The Welding Institute, England, (1975).
[6]: Lancaster, J.F., Metallurgy of Welding, Abington Publishing, Sixth edition, (1999).
[7]: ASM Metals Handbook, Vol 6, Welding, Brazing and Soldering, (1990).
[8]: Cihal, V., Metallurgical Aspects of Knife-Line Attack on Stabitized Stainlees Steels, NACE, USA, (1972), pp.502-514.
[9]: GOST 6032-89 Standard, Corrosion-resistant steels and alloys. Methods for testing the resistance to intercrystalline corrosion , (1989).
[10]: EN ISO 3651-2 Standard, determination of resistance to intergranular corrosion of stainless steel-part2: Ferritic, Austenitic and Ferritic-Austenitic (Duplex) stainless steels- corrosion test in media containing sulfuric acid, (1998).
[11]: ASTM A262-93a Standard, Standard for detecting susceptibility to intergranular attack in austenitic stainless steel, (1993).
[12]: BS 5903-80 Standard, Methods for determination of resistance to intergranular corrosion of Austenitic Stainless steels: copper sulphate, sulphuric acid method (Moneypenny Strauss test), (1980).
[14]: GOST 14019-80 Standard, Metals. Methods for bending tests , (1980).
[15]: Mars.G.Fontana, Corrosion Engineering, Third Edition 1986.
[16]: Martin Matulaa, Ludmila Hyspeckaa, Milan Svoboda.(2001) Intergranular corrosion of AISI 316L steel
[17]: Hiroyuki Kokawa, Masayuki Shimada, and Yutaka S. Sato (2000) Grain-Boundary Structure and Precipitation in Sensitized Austenitic Stainless Steel.
چکیده
این تحفیق در دو بخش ، بخش اول به بررسی خوردگی بین دانه ای۱ و دیگری به خوردگی توام با تنش۲ 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.
1-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.
۱-۱- تعریف خوردگی
به تغییراتی که در نتیجة واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی مواد با محیط اطراف آنها ایجاد شده و باعث تخریب تدریجی قطعات می‌شود، خوردگی گفته می‌شود. خوردگی، یک واکنش نامطلوب است که سبب جدا شدن تدریجی اتمها از سطح قطعات و تخریب آنها می‌شود که در نهایت باعث شکست قطعه شده و خساراتی را بوجود می‌آورد ]۱[.
سرعت فعل و انفعالات خوردگی به عواملی مانند درجه حرارت و غلظت محیط اثرکننده بستگی دارد. البته عوامل دیگری نیز مانند تنش مکانیکی (Stress) و فرسایش (Erosion) می‌تواند به خوردگی کمک کند ]۱[.
پدیده خوردگی، در اغلب فلزات و آلیاژهای آنها ظاهر می‌شود زیرا اغلب فلزات و آلیاژها تمایل به ایجاد ترکیباتی با اتمها یا مولکولهایی از محیط اطراف خود که تحت شرایط موجود از لحاظ ترمودینامیکی پایدار است، دارند. فقط تعداد کمی از فلزات مانند طلا یا پلاتین، تحت شرایط معمولی پایدار هستند و تمایلی به ایجاد واکنش با محیط اطراف ندارند ]۱[.
در ادامه این فصل به تشریح برخی از خوردگی‌های مرسوم پرداخته می‌شود.
تحقیق بررسی دو نوع خوردگی، خوردگی بین دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی