321 스테인레스 스틸 코일 튜브 화학 성분 새로운 전극을 사용한 이중 스테인레스 스틸 용접의 기계적 특성 및 부식 거동

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스테인레스 스틸 321 코일 튜브 화학 성분

321 스테인레스 스틸 코일 튜빙의 화학 성분은 다음과 같습니다.
- 탄소: 최대 0.08%
- 망간: 최대 2.00%
- 니켈: 최소 9.00%

스테인레스 스틸 321 코일 튜브 기계적 성질

스테인레스 스틸 321 코일 튜브 제조업체에 따르면 스테인레스 스틸 321 코일 튜브의 기계적 특성은 아래 표에 나와 있습니다. 인장 강도(psi) 항복 강도(psi) 연신율(%)

스테인레스 스틸 321 코일 튜브의 응용 및 용도

많은 엔지니어링 응용 분야에서 이중 스테인리스강(DSS) 용접 구조물의 기계적 특성과 부식 특성이 가장 중요한 요소입니다.현재 연구에서는 플럭스 샘플에 합금 원소를 추가하지 않고 특별히 설계된 새로운 전극을 사용하여 3.5% NaCl을 시뮬레이션하는 환경에서 이중 스테인리스강 용접부의 기계적 특성과 내식성을 조사했습니다.기본 지수가 2.40과 0.40인 두 가지 다른 유형의 플럭스가 DSS 보드 용접용 전극 E1과 E2에 각각 사용되었습니다.플럭스 조성물의 열 안정성은 열중량 분석을 사용하여 평가되었습니다.다양한 ASTM 표준에 따라 방출 분광학을 사용하여 용접 조인트의 화학적 조성과 기계적 및 부식 특성을 평가했습니다.X선 회절은 DSS 용접에 존재하는 상을 결정하는 데 사용되며, EDS를 사용한 전자 주사는 용접의 미세 구조를 검사하는 데 사용됩니다.E1 전극으로 만든 용접 조인트의 인장 강도는 715~732MPa 이내였고, E2 전극에서는 606~687MPa였습니다.용접 전류가 90A에서 110A로 증가하고 경도도 높아졌습니다.기본 플럭스로 코팅된 E1 전극을 사용한 용접 조인트는 더 나은 기계적 특성을 갖습니다.강철 구조물은 3.5% NaCl 환경에서 높은 내식성을 갖습니다.이는 새로 개발된 전극으로 만들어진 용접 조인트의 작동성을 확인합니다.결과는 코팅된 전극 E1 및 E2를 사용한 용접에서 관찰된 Cr 및 Mo와 같은 합금 원소의 고갈과 전극 E1 및 E2를 사용하여 만든 용접에서 Cr2N의 방출 측면에서 논의됩니다.
역사적으로 듀플렉스 스테인리스강(DSS)에 대한 최초의 공식 언급은 1927년으로 거슬러 올라갑니다. 당시 DSS는 특정 주조에만 사용되었고 탄소 함량이 높기 때문에 대부분의 기술 응용 분야에는 사용되지 않았습니다1.그러나 이후 표준탄소함량은 최대 0.03%로 낮아졌고, 이들 강은 다양한 분야에서 널리 사용되었다2,3.DSS는 페라이트와 오스테나이트의 양이 거의 같은 합금 계열입니다.연구에 따르면 DSS의 페라이트 상은 20세기 오스테나이트 스테인리스강(ASS)의 중요한 문제였던 염화물로 인한 응력 부식 균열(SCC)에 대해 탁월한 보호 기능을 제공하는 것으로 나타났습니다.반면, 일부 엔지니어링 및 기타 산업에서는4 스토리지 수요가 연간 최대 20%의 속도로 증가하고 있습니다.2상 오스테나이트-페라이트 구조를 지닌 이 혁신적인 강철은 적절한 조성 선택, 물리화학적, 열기계적 정련을 통해 얻을 수 있습니다.단상 스테인리스강에 비해 DSS는 더 높은 항복 강도와 SCC5, 6, 7, 8을 견딜 수 있는 우수한 능력을 가지고 있습니다. 이중 구조는 이러한 강에 탁월한 강도, 인성 및 산, 산 염화물, 산성 염화물이 포함된 공격적인 환경에서 향상된 내식성을 제공합니다. 바닷물과 부식성 화학물질9.일반 시장에서 니켈(Ni) 합금의 연간 가격 변동으로 인해 DSS 구조, 특히 저니켈 유형(희박 DSS)은 면심 입방(FCC) 철에 비해 많은 뛰어난 성과를 달성했습니다10, 11. ASE 설계의 문제점은 다양한 가혹한 조건에 노출된다는 것입니다.따라서 다양한 엔지니어링 부서와 회사에서는 적절한 용접성을 갖추고 해수 열 교환기 및 화학 산업과 같은 산업 응용 분야에 사용되는 기존 ASS와 동일하거나 더 나은 성능을 제공하는 대체 저니켈(Ni) 스테인리스강을 홍보하려고 노력하고 있습니다.염화물 농도가 높은 환경을 위한 컨테이너 13.
현대 기술 발전에서 용접 생산은 중요한 역할을 합니다.일반적으로 DSS 구조 부재는 가스 차폐 아크 용접 또는 가스 차폐 아크 용접으로 결합됩니다.용접은 주로 용접에 사용되는 전극의 구성에 영향을 받습니다.용접 전극은 금속과 플럭스의 두 부분으로 구성됩니다.대부분의 경우 전극은 분해 시 가스를 방출하고 보호 슬래그를 형성하여 용접부를 오염으로부터 보호하고 아크의 안정성을 높이며 합금 성분을 추가하여 용접 품질을 향상시키는 금속 혼합물인 플럭스로 코팅됩니다14 .용접봉 금속으로는 주철, 알루미늄, 스테인리스강, 연강, 고강도강, 구리, 황동, 청동 등이 사용되며, 플럭스 재료로는 셀룰로오스, 철분, 수소 등이 사용됩니다.때로는 나트륨, 티타늄, 칼륨도 플럭스 혼합물에 첨가됩니다.
일부 연구자들은 용접 강철 구조물의 기계적 및 부식 무결성에 대한 전극 구성의 영향을 연구하려고 노력했습니다.Singhet al.15는 수중 아크 용접에 의해 용접된 용접의 연신율과 인장 강도에 대한 플럭스 조성의 영향을 조사했습니다.결과는 CaF2와 NiO가 FeMn의 존재와 비교하여 인장 강도의 주요 결정 요인임을 보여줍니다.Chirag et al.16은 전극 플럭스 혼합물에서 금홍석(TiO2)의 농도를 변화시켜 SMAW 화합물을 조사했습니다.탄소와 규소의 비율 및 이동이 증가하여 미세경도 특성이 증가하는 것으로 나타났습니다.Kumar [17]는 강판의 수중 아크 용접을 위한 응집 플럭스의 설계 및 개발을 연구했습니다.Nwigbo와 Atuanya18은 아크 용접 플럭스 생산을 위해 칼륨이 풍부한 규산 나트륨 바인더의 사용을 조사했으며 430 MPa의 높은 인장 강도와 허용 가능한 입자 구조를 갖는 용접을 발견했습니다.Lothongkum et al.19는 3.5% 중량의 공기 포화 NaCl 용액에서 이중 스테인리스강 28Cr-7Ni-O-0.34N의 오스테나이트 부피 분율을 연구하기 위해 전위동태법을 사용했습니다.pH 조건에서.그리고 27°C.듀플렉스 및 마이크로 듀플렉스 스테인리스강 모두 부식 거동에 대한 질소의 동일한 영향을 나타냅니다.질소는 pH 7과 10에서 부식전위나 부식속도에 영향을 미치지 않았으나, pH 10에서 부식전위는 pH 7보다 낮았습니다. 반면, 연구된 모든 pH 수준에서 질소 함량이 증가함에 따라 전위가 증가하기 시작했습니다. .Lacerdaet al.20은 순환 전위차 분극을 사용하여 3.5% NaCl 용액에서 이중 스테인리스강 UNS S31803 및 UNS S32304의 구멍을 연구했습니다.3.5wt.% NaCl 용액에서는 조사된 두 개의 강판에서 공식(pitting) 흔적이 발견되었습니다.UNS S31803 강철은 UNS S32304 강철보다 부식 전위(Ecorr), 공식(Epit) 및 분극 저항(Rp)이 더 높습니다.UNS S31803 강철은 UNS S32304 강철보다 높은 재저항성을 갖습니다.Jiang 등의 연구에 따르면.[21], 듀플렉스 스테인레스 강의 이중상(오스테나이트와 페라이트 상)에 해당하는 재활성 피크는 최대 65%의 페라이트 조성을 포함하며, 열처리 시간이 증가함에 따라 페라이트 재활성 전류밀도가 증가하는 것으로 나타났다.오스테나이트 및 페라이트 상은 서로 다른 전기화학적 전위에서 서로 다른 전기화학적 반응을 나타내는 것으로 잘 알려져 있습니다.Abdo 등25은 다양한 산도와 알칼리도 조건에서 인공 해수(3.5% NaCl)에서 레이저 용접된 2205 DSS 합금의 전기화학적으로 유발된 부식을 연구하기 위해 편광 분광법과 전기화학적 임피던스 분광법의 전위차 측정을 사용했습니다.테스트된 DSS 시편의 노출된 표면에서 피팅 부식이 관찰되었습니다.이러한 발견을 바탕으로, 용해 매체의 pH와 전하 이동 과정에서 형성된 필름의 저항 사이에는 비례 관계가 있으며, 이는 피팅 형성 및 그 사양에 직접적인 영향을 미친다는 것이 확립되었습니다.이 연구의 목적은 새로 개발된 용접 전극 구성이 3.5% NaCl 환경에서 용접된 DSS 2205의 기계적 및 내마모 무결성에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것이었습니다.
전극 코팅 제제에 사용된 플럭스 미네랄(성분)은 나이지리아 코기 주 오바자나 지역의 탄산칼슘(CaCO3), 나이지리아 타라바 주의 불화칼슘(CaF2), 이산화규소(SiO2), 활석 분말(Mg3Si4O10(OH) ) )2)와 금홍석(TiO2)은 나이지리아 조스(Jos)에서 구입하였고, 카올린(Al2(OH)4Si2O5)은 나이지리아 카치나 주 칸카라(Kankara)에서 구입하였다.규산 칼륨은 바인더로 사용되며 인도에서 얻습니다.
표 1에 표시된 대로 구성 산화물의 무게를 디지털 저울에서 독립적으로 측정했습니다.그런 다음 이를 Indian Steel and Wire Products Ltd.(ISWP)의 전기 믹서(모델: 641-048)에서 규산칼륨 결합제(23 중량%)와 30분 동안 혼합하여 균질한 반고체 페이스트를 얻었습니다.습식 혼합 플럭스는 연탄기에서 원통형으로 압축되어 80~100kg/cm2의 압력으로 압출 챔버로 공급되고, 와이어 공급 챔버에서 직경 3.15mm의 스테인레스 와이어 압출기로 공급됩니다.플럭스는 노즐/다이 시스템을 통해 공급되고 압출기에 주입되어 전극을 압출합니다.1.70mm의 커버리지 인자가 얻어졌으며, 여기서 커버리지 인자는 전극 직경과 스트랜드 직경의 비율로 정의됩니다.그런 다음 코팅된 전극을 공기 중에서 24시간 동안 건조한 다음 머플로(모델 PH-248-0571/5448)에서 150~250°C\(-\)에서 2시간 동안 하소했습니다.방정식을 사용하여 흐름의 알칼리도를 계산합니다.(1) 26;
조성물 E1 및 E2의 플럭스 샘플의 열 안정성은 열중량 분석(TGA)을 사용하여 결정되었습니다.분석을 위해 약 25.33mg의 플럭스 샘플을 TGA에 로드했습니다.실험은 60 ml/분의 속도로 N2를 연속적으로 흐르게 하여 얻은 불활성 매질에서 수행되었습니다.샘플을 10°C/분의 가열 속도로 30°C에서 1000°C까지 가열했습니다.Wang et al.27, Xu et al.28 및 Dagwa et al.29에서 언급한 방법에 따라 특정 온도에서 샘플의 열분해 및 중량 손실을 TGA 플롯에서 평가했습니다.
2개의 300 x 60 x 6mm DSS 플레이트를 처리하여 납땜을 준비합니다.V 홈은 루트 간격 3mm, 루트 구멍 2mm, 홈 각도 60°로 설계되었습니다.그런 다음 플레이트를 아세톤으로 헹구어 가능한 오염 물질을 제거했습니다.코팅된 전극(E1 및 E2)과 직경 3.15mm의 기준 전극(C)을 사용하여 직류 전극 양극성(DCEP)이 있는 차폐 금속 아크 용접기(SMAW)를 사용하여 플레이트를 용접합니다.방전 가공(EDM)(모델: Excetek-V400)은 기계적 테스트 및 부식 특성화를 위해 용접된 강철 시편을 가공하는 데 사용되었습니다.표 2는 예제 코드와 설명을 보여주고, 표 3은 DSS 보드를 용접하는데 사용되는 다양한 용접 작업 매개 변수를 보여줍니다.방정식 (2)는 해당 열 입력을 계산하는 데 사용됩니다.
파장이 110~800 nm인 Bruker Q8 MAGELLAN 광학 방출 분광계(OES)와 SQL 데이터베이스 소프트웨어를 사용하여 전극 E1, E2 및 C의 용접 접합부와 모재 샘플의 화학적 조성을 결정했습니다.전극과 테스트 중인 금속 샘플 사이의 간격을 이용하여 스파크 형태로 전기 에너지를 생성합니다.구성 요소의 샘플을 기화하고 분사한 후 원자 여기를 수행하면 특정 선 스펙트럼이 방출됩니다.시료의 정성 분석을 위해 광전자 증배관은 각 원소에 대한 전용 스펙트럼의 존재 여부와 스펙트럼의 강도를 측정합니다.그런 다음 방정식을 사용하여 등가 공식 저항 수치(PREN)를 계산합니다.(3) 비율 32와 WRC 1992 상태 다이어그램은 방정식으로부터 크롬 및 니켈 등가물(Creq 및 Nieq)을 계산하는 데 사용됩니다.(4)와 (5)는 각각 33과 34이고;
PREN은 세 가지 주요 원소인 Cr, Mo 및 N의 긍정적인 영향만 고려하는 반면, 질소 계수 x는 16-30 범위에 있습니다.일반적으로 x는 16, 20 또는 30 목록에서 선택됩니다. 이중 스테인리스강에 대한 연구에서는 중간 값 20이 PREN35,36 값을 계산하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다.
서로 다른 전극을 사용하여 제작된 용접 조인트는 만능 시험기(Instron 8800 UTM)에서 ASTM E8-21에 따라 0.5mm/min의 변형율로 인장 시험을 실시했습니다.인장강도(UTS), 0.2% 전단 항복강도(YS) 및 신율은 ASTM E8-2137에 따라 계산되었습니다.
DSS 2205 용접물은 경도 분석 전에 먼저 다양한 입자 크기(120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 및 1200)를 사용하여 연삭 및 광택 처리되었습니다.용접시험편은 E1, E2, C 전극으로 제작하였으며, 용접부 중심에서 모재까지 1mm 간격으로 10개 지점에서 경도를 측정하였다.
데이터 수집을 위한 Bruker XRD Commander 소프트웨어와 1.5406 Å의 파장에 해당하는 8.04 keV의 에너지와 3의 스캔 속도를 갖는 Fe 필터링된 Cu-K-α 방사선으로 구성된 X선 회절계(D8 Discover, Bruker, Germany) ° 스캔 범위(2θ) min-1은 DSS 용접에 존재하는 E1, E2, C 및 BM 전극을 사용한 위상 분석의 경우 38~103°입니다.Rietveld 정제 방법은 Lutterotti가 설명한 MAUD 소프트웨어를 사용하여 구성 단계를 색인화하는 데 사용되었습니다.ASTM E1245-03에 기초하여 Image J40 소프트웨어를 사용하여 전극 E1, E2 및 C의 용접 이음부의 현미경 이미지에 대한 정량적 금속 조직 분석을 수행했습니다.페라이트-오스테나이트 상의 부피 분율, 평균값 및 편차를 계산한 결과가 표에 나와 있습니다.5. 그림의 샘플 구성과 같습니다.도 6d에서, 샘플의 형태를 연구하기 위해 PM 및 전극 E1 및 E2와의 용접 조인트에 대해 광학 현미경(OM) 분석을 수행했습니다.샘플은 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 및 2000 그릿 탄화규소(SiC) 사포로 연마되었습니다.그런 다음 샘플을 실온에서 5V의 전압으로 10초 동안 10% 옥살산 수용액에서 전해 에칭하고 형태학적 특성 분석을 위해 LEICA DM 2500 M 광학 현미경에 두었습니다.SEM-BSE 분석을 위해 2500 그릿 탄화규소(SiC) 종이를 사용하여 샘플의 추가 연마를 수행했습니다.또한 EMF가 장착된 초고해상도 전계방출형 주사전자현미경(FEI NOVA NANOSEM 430, USA)을 이용하여 용접이음부의 미세구조를 조사하였다.20×10×6mm 크기의 샘플을 120~2500 크기의 다양한 SiC 사포를 사용하여 연마하였다. 샘플을 40g의 NaOH와 100ml의 증류수에서 5V의 전압으로 15초 동안 전해 에칭한 후, 챔버를 질소로 퍼지한 후 샘플을 분석하기 위해 SEM 챔버에 있는 샘플 홀더에 장착됩니다.가열된 텅스텐 필라멘트에 의해 생성된 전자빔은 샘플에 격자를 생성하여 다양한 배율의 이미지를 생성하며 Roche 등의 방법을 사용하여 EMF 결과를 얻었습니다.41 및 모코비 42 .
ASTM G59-9743 및 ASTM G5-1444에 따른 전기화학적 전위차 분극 방법을 사용하여 3.5% NaCl 환경에서 E1, E2 및 C 전극과 용접된 DSS 2205 플레이트의 열화 가능성을 평가했습니다.전기화학 테스트는 컴퓨터 제어 Potentiostat-Galvanostat/ZRA 장치(모델: PC4/750, Gamry Instruments, USA)를 사용하여 수행되었습니다.전기화학적 테스트는 3개 전극 테스트 설정에서 수행되었습니다: 작업 전극으로 DSS 2205, 기준 전극으로 포화 칼로멜 전극(SCE), 상대 전극으로 흑연 막대.측정은 전기화학 전지를 사용하여 수행되었으며, 여기서 용액의 작용 면적은 작동 전극의 면적 0.78 cm2였습니다.1.0mV/s의 스캔 속도로 사전 안정화된 OCP(OCP 기준)에서 -1.0V ~ +1.6V 전위 사이에서 측정이 이루어졌습니다.
E1, E2 및 C 전극으로 만든 용접부의 공식 저항을 평가하기 위해 전기화학적 공식 공식 임계 온도 테스트를 3.5% NaCl에서 수행했습니다.PB(수동 영역과 통과 영역 사이)의 공식 전위와 E1, E2, 전극 C를 사용한 용접 시편에 대해 명확하게 나타납니다. 따라서 CPT 측정은 용접 소모품의 공식 전위를 정확하게 결정하기 위해 수행됩니다.CPT 테스트는 이중 스테인리스강 용접 보고서45 및 ASTM G150-1846에 따라 수행되었습니다.용접할 각 강재(S-110A, E1-110A, E2-90A)에서 베이스, 용접 및 HAZ 구역을 포함하여 1cm2 면적의 샘플을 절단했습니다.샘플은 표준 금속 조직학 샘플 준비 절차에 따라 사포와 1μm 알루미나 분말 슬러리를 사용하여 연마되었습니다.연마 후 샘플을 아세톤에서 2분간 초음파 세척했습니다.CPT 테스트 셀에 3.5% NaCl 테스트 용액을 첨가하고 온도 조절기(Neslab RTE-111)를 사용하여 초기 온도를 25°C로 조정했습니다.초기 시험 온도인 25°C에 도달한 후 Ar 가스를 15분간 불어 넣은 후 샘플을 셀에 넣고 15분간 OCF를 측정했습니다.그런 다음 초기 온도 25°C에서 0.3V의 전압을 인가하여 샘플을 분극화하고 10분 동안 전류를 측정했습니다.용액을 1°C/min의 속도로 50°C까지 가열하기 시작합니다.시험 용액을 가열하는 동안 온도 센서를 사용하여 용액의 온도를 지속적으로 모니터링하고 시간 및 온도 데이터를 저장하며 전위차계/갈바노스타트를 사용하여 전류를 측정합니다.상대전극으로는 흑연전극을 사용하였고, 모든 전위는 Ag/AgCl 기준전극을 기준으로 측정하였다.테스트 내내 아르곤 퍼지가 수행되었습니다.
그림에.도 1은 각각 알칼리성(E1) 및 산성(E2) 전극의 제조에 사용되는 플럭스 성분 F1 및 F2의 조성(중량%)을 보여준다.플럭스 염기도 지수는 용접 조인트의 기계적 및 야금학적 특성을 예측하는 데 사용됩니다.F1은 E1 전극을 코팅하는 데 사용되는 플럭스의 구성 요소이며 기본 지수가 > 1.2(즉 2.40)이므로 알칼리성 플럭스라고 하며, F2는 E2 전극을 코팅하는 데 사용되는 플럭스이며 염기성으로 인해 산성 플럭스라고 합니다. 지수 < 0.9(예: 2.40).0.40).대부분의 경우 염기성 플럭스로 코팅된 전극은 산성 플럭스로 코팅된 전극보다 기계적 특성이 더 우수하다는 것이 분명합니다.이 특성은 전극 E1의 플럭스 구성 시스템에서 기본 산화물의 우세에 대한 함수입니다.이에 반해, E2 전극과 용접한 접합부에서 관찰되는 슬래그 제거(박리성) 및 낮은 스패터는 루틸 함량이 높은 산성 플럭스 코팅을 적용한 전극의 특징입니다.이러한 관찰은 슬래그 분리성에 대한 금홍석 함량의 영향과 산 플럭스 코팅 전극의 낮은 스패터가 빠른 슬래그 동결에 기여한다는 Gill47의 연구 결과와 일치합니다.전극 E1과 E2를 코팅하는 데 사용된 플럭스 시스템의 카올린은 윤활제로 사용되었으며 활석 분말은 전극의 압출성을 향상시켰습니다.플럭스 시스템의 규산칼륨 바인더는 더 나은 아크 점화 및 성능 안정성에 기여하고 접착 특성 외에도 용접 제품의 슬래그 분리를 개선합니다.CaCO3는 플럭스에 포함된 네트 브레이커(슬래그 브레이커)로서 CaO와 약 44%의 CO2로 열분해되어 용접시 연기가 많이 발생하는 경향이 있으므로 TiO2(네트 빌더/슬래그 형성제로서)는 양을 줄이는 데 도움이 됩니다. 용접 중 연기가 납니다.Jing et al.48이 제안한 것처럼 용접을 통해 슬래그 분리성을 향상시킵니다.불소 플럭스(CaF2)는 화학적으로 공격적인 플럭스로 납땜 청결도를 향상시킵니다.Jastrzębskaet al.49는 용접 청정도 특성에 대한 이 플럭스 조성의 불화물 조성의 영향을 보고했습니다.일반적으로, 아크 안정성을 개선하고, 합금 원소를 추가하고, 슬래그를 형성하고, 생산성을 높이고, 용접 풀(50)의 품질을 향상시키기 위해 용접 영역에 플럭스가 추가됩니다.
그림 1과 2에 표시된 TGA-DTG 곡선.그림 2a와 2b는 질소 분위기에서 30~1000°C의 온도 범위에서 가열 시 3단계 중량 감소를 보여줍니다.그림 2a 및 b의 결과는 염기성 및 산성 플럭스 샘플의 경우 TGA 곡선이 최종적으로 각각 약 866.49°C 및 849.10°C에서 온도 축과 평행이 될 때까지 직선으로 떨어지는 것을 보여줍니다.그림 2a 및 2b의 TGA 곡선 시작 부분에서 1.30% 및 0.81%의 중량 손실은 플럭스 구성 요소에 의해 흡수된 수분과 표면 수분의 증발 및 탈수로 인한 것입니다.그림의 두 번째 및 세 번째 단계에서 주요 플럭스 샘플의 주요 분해.2a는 619.45°C~766.36°C 및 766.36°C~866.49°C의 온도 범위에서 발생했으며, 체중 감소율은 2.84%와 9.48%였습니다., 각각.665.23°C~745.37°C 및 745.37°C~849.10°C의 온도 범위에 있는 그림 7b의 산성 플럭스 샘플의 경우 중량 손실률은 각각 0.81 및 6.73%였으며 이는 다음과 같습니다. 열분해.플럭스 구성 요소는 무기물이므로 휘발성 물질은 플럭스 혼합물로 제한됩니다.그러므로 환원과 산화는 끔찍합니다.이는 Balogun et al.51, Kamli et al.52 및 Adeleke et al.53의 결과와 일치합니다.그림에서 관찰된 플럭스 샘플의 질량 손실의 합은 다음과 같습니다.2a와 2b는 각각 13.26%, 8.43%이다.그림에서 플럭스 샘플의 질량 손실이 적습니다.그림 2b는 플럭스 혼합물54,55을 구성하는 주요 산화물인 TiO2 및 SiO2(각각 1843 및 1710°C)의 높은 융점에 기인하는 반면 TiO2 및 SiO2는 더 낮은 융점을 갖습니다.녹는점 1차 산화물: 그림의 플럭스 샘플에서 CaCO3(825°C).2a56.플럭스 혼합물에서 1차 산화물의 녹는점 변화는 Shi et al.54, Ringdalen et al.55 및 Du et al.56에 의해 잘 보고되었습니다.그림 2a와 2b의 지속적인 중량 감소를 관찰하면 E1 및 E2 전극 코팅에 사용된 플럭스 샘플은 Brown57이 제안한 대로 1단계 분해를 겪는다는 결론을 내릴 수 있습니다.공정의 온도 범위는 그림의 미분 곡선(wt%)에서 볼 수 있습니다.2a 및 b.TGA 곡선은 플럭스 시스템이 상 변화 및 결정화를 겪는 특정 온도를 정확하게 설명할 수 없기 때문에 TGA 파생물을 사용하여 각 현상(상 변화)의 정확한 온도 값을 흡열 피크로 결정하여 플럭스 시스템을 준비합니다.
(a) E1 전극 코팅의 알칼리성 플럭스 및 (b) E2 전극 코팅의 산성 플럭스의 열분해를 보여주는 TGA-DTG 곡선.
표 4는 E1, E2 및 C 전극을 사용하여 제작된 DSS 2205 모재 및 용접부의 분광 광도 분석 및 SEM-EDS 분석 결과를 보여줍니다.E1과 E2에서는 크롬(Cr)의 함량이 18.94와 17.04%로 급격히 감소한 것으로 나타났으며, 몰리브덴(Mo)의 함량은 각각 0.06과 0.08%로 나타났다.전극 E1 및 E2를 사용한 용접 값은 더 낮습니다.이는 SEM-EDS 분석에서 페라이트-오스테나이트 상에 대해 계산된 PREN 값과 약간 일치합니다.따라서 기본적으로 표 4에 설명된 대로 PREN 값이 낮은 단계(E1 및 E2의 용접부)에서 공식이 시작되는 것을 볼 수 있습니다. 이는 용접부에서 합금의 고갈 및 석출 가능성을 나타냅니다.결과적으로, 전극 E1 및 E2를 사용하여 생성된 용접부에서 Cr 및 Mo 합금 원소 함량의 감소와 낮은 공식 등가 값(PREN)이 표 4에 표시되어 있으며, 이는 특히 공격적인 환경에서 저항을 유지하는 데 문제가 됩니다. 염화물 환경에서.-포함된 환경.E1 및 E2 전극의 용접 조인트에서 상대적으로 높은 니켈(Ni) 함량 11.14%와 망간 함량 허용 한도는 해수를 시뮬레이션하는 조건에서 사용되는 용접물의 기계적 특성에 긍정적인 영향을 미쳤을 수 있습니다(그림 3). ).가혹한 작동 조건에서 DSS 용접 구조의 기계적 특성을 향상시키는 데 있어 높은 니켈 및 망간 조성의 영향에 대한 Yuan, Oy58 및 Jing et al.48의 작업을 사용하여 만들어졌습니다.
(a) UTS 및 0.2% 처짐 YS 및 (b) 균일 및 전체 신율과 표준 편차에 대한 인장 시험 결과.
개발된 전극(E1, E2)과 상용 전극(C)으로 제작한 모재(BM)와 용접 접합부의 강도 특성을 90A와 110A의 두 가지 용접 전류에서 평가하였다. 3(a)와 (b) 0.2% 오프셋의 UTS, YS를 연신율 및 표준 편차 데이터와 함께 표시합니다.그림 1과 2에서 얻은 0.2%의 UTS와 YS 오프셋 결과.그림 3a는 샘플 번호에 대한 최적의 값을 보여줍니다.1(BM), 샘플번호3(용접 E1), 샘플 번호5(용접 E2) 및 샘플 번호.6(C를 사용한 용접)은 각각 878 및 616MPa, 732 및 497MPa, 687 및 461MPa, 769 및 549MPa이며 각각의 표준 편차입니다.그림에서.110A)는 각각 1, 2, 3, 6 및 7번 샘플로, Grocki32가 제안한 인장 시험에서 450MPa를 초과하고 인장 시험에서 620MPa를 초과하는 최소 권장 인장 특성을 갖습니다.시료 No.2, No.3, No.4, No.5, No.6 및 No.7로 표시되는 전극 E1, E2 및 C를 갖는 용접 시편의 용접 전류 90A 및 110A에서의 신장률, 각각 가소성과 정직성을 반영합니다.비금속과의 관계.낮은 연신율은 가능한 용접 결함이나 전극 플럭스의 구성으로 설명됩니다(그림 3b).일반적으로 BM 이중 스테인리스강과 E1, E2 및 C 전극을 사용한 용접 접합부는 상대적으로 높은 니켈 함량으로 인해 상당히 높은 인장 특성을 갖는다는 결론을 내릴 수 있지만(표 4), 이 특성은 용접 접합부에서 관찰되었습니다.덜 효과적인 E2는 플럭스의 산성 조성에서 얻어집니다.Gunn59는 용접 조인트의 기계적 특성을 개선하고 상 평형 및 요소 분포를 제어하는 ​​데 니켈 합금이 미치는 영향을 입증했습니다.이는 Bang et al.60이 제안한 것처럼 기본 플럭스 구성으로 만든 전극이 산성 플럭스 혼합물로 만든 전극보다 더 나은 기계적 특성을 갖는다는 사실을 다시 확인시켜 줍니다.따라서, 우수한 인장 특성을 갖는 새로운 코팅 전극(E1)의 용접 접합 특성에 대한 기존 지식에 상당한 기여가 이루어졌습니다.
그림에.그림 4a 및 4b는 전극 E1, E2 및 C의 용접 조인트 실험 샘플의 비커스 미세 경도 특성을 보여줍니다. 4a는 샘플의 한 방향(WZ에서 BM으로)에서 얻은 경도 결과를 나타내고 그림 4는 그림 4에 나와 있습니다.도 4b는 샘플의 양면에서 얻은 경도 결과를 보여준다.전극 E1 및 E2와의 용접 이음부인 샘플 No. 2, 3, 4 및 5의 용접 중에 얻은 경도 값은 용접 사이클에서 응고되는 동안 조직이 거칠어졌기 때문일 수 있습니다.모든 샘플 No. 2-7의 거친 HAZ와 세립 HAZ 모두에서 경도의 급격한 증가가 관찰되었으며(표 2의 샘플 코드 참조), 이는 미세 구조의 가능한 변화로 설명할 수 있습니다. 크롬 용접 샘플의 결과로 용접은 배출물(Cr23C6)이 풍부합니다.다른 용접 시료 2, 3, 4, 5와 비교하면, 도 1 및 도 2의 시료 No. 6 및 7의 용접 이음부의 경도 값이 나타난다.위의 4a 및 4b (표 2).Mohammed et al.61과 Nowacki 및 Lukoje62에 따르면 이는 높은 페라이트 δ 값과 용접에서 유도된 잔류 응력뿐만 아니라 용접에서 Mo 및 Cr과 같은 합금 원소의 고갈 때문일 수 있습니다.BM 영역에서 고려된 모든 실험 샘플의 경도 값은 일관된 것으로 보입니다.용접 시편의 경도 분석 결과 추세는 다른 연구자61,63,64의 결론과 일치합니다.
DSS 시편의 용접 조인트의 경도 값 (a) 용접 시편의 절반 단면 및 (b) 용접 조인트의 전체 단면.
E1, E2 및 C 전극을 사용하여 용접된 DSS 2205에 존재하는 다양한 상이 얻어졌으며 회절각 2\(\theta\)에 대한 XRD 스펙트럼이 그림 5에 표시됩니다. 오스테나이트 피크(\(\gamma\) ) 및 페라이트(\(\alpha\)) 상이 회절각 43° 및 44°에서 확인되어 용접 구성이 2상 65 스테인리스강임을 최종적으로 확인했습니다.DSS BM은 오스테나이트(\(\gamma\)) 및 페라이트(\(\alpha\)) 상만 표시하여 그림 1과 2. 6c, 7c 및 9c에 제시된 미세 구조 결과를 확인합니다.DSS BM으로 관찰된 페라이트(\(\alpha\)) 상과 전극 C에 대한 용접의 높은 피크는 내식성을 나타냅니다. 왜냐하면 이 단계는 Davison과 Redmond66처럼 강철의 내식성을 증가시키는 것을 목표로 하기 때문입니다. Cr 및 Mo와 같은 페라이트 안정화 원소의 존재는 염화물 함유 환경에서 재료의 부동태 피막을 효과적으로 안정화시킵니다.표 5는 정량적 금속학에 의한 페라이트-오스테나이트 상을 보여준다.전극 C의 용접 조인트에서 페라이트-오스테나이트 상의 부피 비율 비율은 대략 (약 1:1)입니다.부피 분율 결과(표 5)에서 E1 및 E2 전극을 사용하는 용접물의 낮은 페라이트(\(\alpha\)) 상 조성은 부식성 환경에 대한 가능한 민감도를 나타내며 이는 전기화학적 분석으로 확인되었습니다.확인됨(그림 10a,b)), 페라이트 상이 높은 강도를 제공하고 염화물에 의한 응력 부식 균열에 대한 보호 기능을 제공하기 때문입니다.이는 그림의 전극 E1과 E2의 용접에서 관찰된 낮은 경도 값에 의해 추가로 확인됩니다.이는 강철 구조에서 페라이트의 비율이 낮기 때문에 발생합니다(표 5).E2 전극을 사용한 용접 조인트의 불균형한 오스테나이트(\(\gamma\)) 및 페라이트(\(\alpha\)) 상 존재는 균일한 부식 공격에 대한 강철의 실제 취약성을 나타냅니다.반대로 E1 및 C 전극이 있는 용접 조인트의 2상 강철에 대한 XPA 스펙트럼은 BM 결과와 함께 일반적으로 오스테나이트 및 페라이트 안정화 원소가 존재함을 나타내며, 이는 해당 재료를 건설 및 석유화학 산업에 유용하게 만듭니다. , 왜냐하면 Jimenez et al.65가 주장했기 때문입니다;데이비슨 & 레드먼드66;무당 외67.
다양한 용접 형상을 갖는 E1 전극 용접 조인트의 광학 현미경 사진: (a) 융합선을 보여주는 HAZ, (b) 더 높은 배율에서 융합선을 보여주는 HAZ, (c) 페라이트-오스테나이트 상에 대한 BM, (d) 용접 기하학 , (e) 근처의 전이 영역을 보여줍니다. (f) HAZ는 더 높은 배율에서 페라이트-오스테나이트 상을 보여줍니다. (g) 용접 영역은 페라이트-오스테나이트 상 인장 상을 보여줍니다.
다양한 용접 형상에서 E2 전극 용접의 광학 현미경 사진: (a) 융합선을 보여주는 HAZ, (b) 더 높은 배율에서 융합선을 보여주는 HAZ, (c) 페라이트-오스테나이트 벌크 상에 대한 BM, (d) 용접 기하학, (e) ) 부근의 전이 영역을 보여주며, (f) 더 높은 배율에서 페라이트-오스테나이트 상을 보여주는 HAZ, (g) 페라이트-오스테나이트 상을 보여주는 용접 영역을 보여줍니다.
그림 6a-c와 예를 들어 다양한 용접 형상(그림 6d)에서 E1 전극을 사용하여 용접된 DSS 조인트의 금속 조직 구조를 보여주며, 광학 현미경 사진이 다양한 배율에서 촬영된 위치를 나타냅니다.그림에.6a, b, f – 페라이트-오스테나이트의 상평형 구조를 보여주는 용접 조인트의 전이 영역.그림 7a-c와 예는 다양한 용접 형상(그림 7d)에서 E2 전극을 사용하여 용접된 DSS 조인트의 OM을 보여주며, 다양한 배율의 OM 분석 지점을 나타냅니다.그림에.그림 7a,b,f는 페라이트-오스테나이트 평형 상태의 용접 조인트의 전이 영역을 보여줍니다.용접 영역(WZ)의 OM이 그림에 표시되어 있습니다.1 및 그림.2. 전극 E1 및 E2의 용접은 각각 6g 및 7g입니다.BM의 OM은 그림 1과 2에 나와 있습니다.도 6c, e 및 7c, e는 각각 전극 E1 및 E2를 사용한 용접 조인트의 경우를 보여줍니다.밝은 부분은 오스테나이트 상이고, 어두운 검정색 부분은 페라이트 상입니다.그림 1과 2의 SEM-BSE 현미경 사진에 표시된 것처럼 융합선 근처 열 영향부(HAZ)의 상 평형은 Cr2N 석출물의 형성을 나타냅니다.8a, b 및 그림에서 확인되었습니다.9a,b.그림 1과 2의 샘플의 페라이트 상에서 관찰된 Cr2N의 존재.그림 8a,b와 SEM-EMF 점 분석 및 용접 부품의 EMF 선 다이어그램(그림 9a-b)에 의해 확인된 것은 용접 열 온도가 높기 때문입니다.용접부의 온도가 높으면 질소의 확산 계수가 증가하므로 순환은 크롬과 질소의 도입을 가속화합니다.이러한 결과는 Ramirez et al.68 및 Herenyu et al.69의 연구를 뒷받침하며, 이는 질소 함량에 관계없이 Cr2N이 일반적으로 페라이트 결정립, 결정립 경계 및 α/\(\gamma\) 경계에 증착된다는 것을 보여줍니다. 다른 연구자.70.71.
(a) E2를 사용한 용접 조인트의 지점 SEM-EMF 분석(1, 2 및 3);
대표적인 샘플의 표면 형태와 해당 EMF가 그림 1과 2에 나와 있습니다.10a–c.그림에.그림 10a와 10b는 각각 용접 영역에서 전극 E1과 E2를 사용한 용접 조인트의 SEM 현미경 사진과 EMF 스펙트럼을 보여줍니다.그림 10c는 침전물 없이 오스테나이트(\(\gamma\)) 및 페라이트(\(\alpha\)) 상을 포함하는 OM의 SEM 현미경 사진과 EMF 스펙트럼을 보여줍니다.그림 10a의 EDS 스펙트럼에서 볼 수 있듯이, 6.25wt.% Ni에 비해 Cr(21.69wt.%) 및 Mo(2.65wt.%)의 비율은 페라이트-오스테나이트 상의 상응하는 균형을 나타냅니다.전극 E2의 용접 이음부 미세조직에서 니켈 함량이 높은(10.08wt.%) 대비 크롬(15.97wt.%)과 몰리브덴(1.06wt.%) 함량이 크게 감소한 미세조직은 그림과 같습니다. 무화과.1. 비교하십시오.EMF 스펙트럼 10b.그림에 표시된 WZ에서 볼 수 있는 미세한 오스테나이트 구조를 갖는 침상 모양입니다.그림 10b는 용접부에서 페라이트화 원소(Cr 및 Mo)가 고갈될 가능성과 오스테나이트 상인 질화크롬(Cr2N)의 석출 가능성을 확인합니다.DSS 용접 조인트의 오스테나이트(\(\gamma\)) 및 페라이트(\(\alpha\)) 상 경계를 따라 침전 입자의 분포는 이 진술을 확인합니다.이는 또한 그림 10b와 같이 강의 국부적인 내식성을 향상시키는 부동태 피막을 형성하는 주요 원소로 Cr이 간주되기 때문에 부식 성능이 저하되는 결과를 가져온다59,75.그림 10c의 SEM 현미경 사진에서 BM은 EDS 스펙트럼 결과가 Cr(23.32wt%), Mo(3.33wt%) 및 Ni(6.32wt)를 나타내기 때문에 강력한 결정립 미세화를 나타냄을 알 수 있습니다.%) 좋은 화학적 특성.%)는 DSS76 구조의 페라이트-오스테나이트 상의 평형 미세구조를 확인하기 위한 중요한 합금 원소입니다.E1 전극의 용접 조인트에 대한 조성 EMF 분광 분석 결과는 미세 구조의 오스테나이트 형성자와 페라이트 안정제가 용접 조인트에 대한 DSS AISI 220541.72 표준을 준수하기 때문에 건설 및 약간 공격적인 환경에서의 사용을 정당화합니다.
(a) 용접 영역의 전극 E1에는 EMF 스펙트럼이 있고, (b) 용접 영역의 전극 E2에는 EMF 스펙트럼이 있으며, (c) OM에는 EMF 스펙트럼이 있는 용접 조인트의 SEM 현미경 사진입니다.
실제로 DSS 용접은 완전 페라이트(F 모드) 모드에서 응고되며 오스테나이트 핵은 페라이트 솔버스 온도 이하에서 핵생성되며 이는 주로 크롬 대 니켈 당량비(Creq/Nieq)에 따라 달라집니다. 1.95는 모드 F를 구성합니다. 일부 연구자들은 페라이트 상에서 페라이트 형성 원소인 Cr과 Mo의 강력한 확산 능력으로 인해 강철의 이러한 효과를 발견했습니다8078,79.DSS 2205 BM은 Cr과 Mo의 함량이 높지만(Creq가 더 높음) E1, E2, C 전극을 사용한 용접보다 Ni 함량이 낮아 Creq/Nieq 비율이 더 높은 것이 분명합니다.이는 Creq/Nieq 비율이 1.95 이상인 DSS 2205 BM에 대해 결정된 표 4에 표시된 것처럼 현재 연구에서도 분명합니다.벌크 모드(FA 모드)의 함량이 높기 때문에 전극 E1, E2 및 C를 사용한 용접은 각각 오스테나이트-페라이트 모드(AF 모드), 오스테나이트 모드(A 모드) 및 페라이트-오스테나이트 모드에서 경화되는 것을 볼 수 있습니다. .), Table 4에서 볼 수 있듯이 용접부 내 Ni, Cr, Mo 함량이 적어 Creq/Nieq 비율이 BM보다 낮음을 알 수 있다.E2 전극 용접의 1차 페라이트는 버미큘러 페라이트 형태를 가지며 결정된 Creq/Nieq 비율은 표 4에 설명된 대로 1.20이었습니다.
그림에.그림 11a는 3.5% NaCl 용액의 AISI DSS 2205 강철 구조물에 대한 개방 회로 전위(OCP) 대 시간을 보여줍니다.ORP 곡선은 보다 양의 전위 쪽으로 이동하여 금속 샘플 표면에 부동태 피막이 나타나는 것을 나타내고, 전위가 낮아지는 것은 일반화된 부식을 나타내며, 시간이 지남에 따라 거의 일정한 전위는 부동태 피막이 형성됨을 나타냅니다. 시간이 지남에 따라 패시브 필름.샘플의 표면은 안정적이고 끈적끈적한 77을 가지고 있습니다. 곡선은 샘플 7(C 전극이 있는 용접 접합부)을 제외하고 3.5% NaCl 용액을 함유한 전해질의 모든 샘플에 대해 안정적인 조건에서 실험 기판을 묘사합니다. 불안정성이 거의 없음을 보여줍니다.이러한 불안정성은 용액에 염화물 이온(Cl-)이 존재하는 것과 비교될 수 ​​있으며, 이는 부식 반응을 크게 가속화하여 부식 정도를 증가시킬 수 있습니다.전위를 가하지 않은 OCP 스캐닝 동안의 관찰은 반응의 Cl이 공격적인 환경에서 샘플의 저항 및 열역학적 안정성에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다.Maet al.81 및 Lotho et al.5는 Cl-가 기판의 부동태 필름의 분해를 가속화하는 역할을 하여 추가 마모에 기여한다는 주장을 확인했습니다.
연구된 샘플의 전기화학적 분석: (a) 시간에 따른 RSD의 진화 및 (b) 3.5% NaCl 용액에서 샘플의 전위차 분극.
그림에.도 11b는 3.5% NaCl 용액의 영향 하에서 전극 E1, E2 및 C의 용접 조인트의 전위차 분극 곡선(PPC)의 비교 분석을 제시합니다.PPC 및 3.5% NaCl 용액의 용접된 BM 샘플은 수동적 동작을 보여주었습니다.표 5는 Ecorr(부식 전위) 및 Epit(공식 부식 전위)와 같은 PPC 곡선에서 얻은 샘플의 전기화학적 분석 매개변수와 관련 편차를 보여줍니다.전극 E1 및 E2로 용접된 다른 샘플 No.2 및 No.5와 비교하여, 샘플 No.1 및 No.7(BM 및 전극 C와 용접 조인트)은 NaCl 용액에서 공식 부식 가능성이 높았습니다(그림 11b). ).후자에 비해 전자의 부동태화 특성이 더 높은 것은 강의 미세구조 조성(오스테나이트 및 페라이트 상)과 합금 원소 농도의 균형 때문입니다.미세 구조에 페라이트 및 오스테나이트 상이 존재하기 때문에 Resendea et al.82는 공격적인 미디어에서 DSS의 수동적 동작을 지원했습니다.E1 및 E2 전극으로 용접된 샘플의 낮은 성능은 용접 영역(WZ)에서 Cr 및 Mo와 같은 주요 합금 원소의 고갈과 관련될 수 있습니다. 부동태화제는 산화강의 오스테나이트 상태의 합금입니다.피팅 저항에 대한 이러한 원소의 영향은 페라이트 상보다 오스테나이트 상에서 더 큽니다.이러한 이유로 페라이트 상은 분극 곡선의 첫 번째 부동태화 영역과 관련된 오스테나이트 상보다 더 빨리 부동태화를 겪습니다.이러한 원소는 페라이트 단계에 비해 오스테나이트 단계에서 더 높은 공식 저항으로 인해 DSS 공식 저항에 상당한 영향을 미칩니다.따라서 페라이트 상의 빠른 부동태화는 오스테나이트 상의 빠른 부동태화보다 81% 더 높습니다.Cl-in 용액은 강철 필름의 부동태화 능력에 강한 부정적인 영향을 미치지만83.결과적으로, 샘플의 부동태화 필름의 안정성이 크게 감소됩니다84.테이블에서.또한 그림 6은 E1 전극을 사용한 용접 조인트의 부식 전위(Ecorr)가 E2 전극을 사용한 용접 조인트에 비해 용액에서 다소 덜 안정적이라는 것을 보여줍니다.이는 그림에서 전극 E1과 E2를 사용한 용접 경도의 낮은 값으로도 확인됩니다.이는 4a,b로 만들어진 강철 구조에서 페라이트 함량(표 5)과 크롬 및 몰리브덴 함량(표 4)이 낮기 때문입니다.시뮬레이션된 해양 환경에서 강의 내식성은 용접 전류가 감소함에 따라 증가하고 Cr 및 Mo 함량이 낮고 페라이트 함량이 낮을수록 감소한다는 결론을 내릴 수 있습니다.이 설명은 용접 전류와 같은 용접 매개변수가 용접강의 부식 무결성에 미치는 영향에 대한 Salim et al.85의 연구와 일치합니다.염화물이 모세관 흡수, 확산 등 다양한 수단을 통해 강재에 침투하면서 모양과 깊이가 고르지 못한 피트(공식 부식)가 형성됩니다.이 메커니즘은 주변의 (OH-) 그룹이 단순히 강철 표면에 끌어당겨 부동태 피막을 안정화하고 강철 표면에 추가 보호를 제공하는 더 높은 pH 용액에서 크게 다릅니다.샘플 번호 1과 No. 7의 최고의 내식성은 주로 강철 구조에 다량의 δ-페라이트(표 5)와 다량의 Cr 및 Mo(표 4)가 존재하기 때문입니다. 공식 부식 수준은 주로 DSS 방법으로 용접된 강철 부품의 오스테나이트상 구조에 존재합니다.따라서 합금의 화학적 조성은 용접 조인트의 부식 성능에 결정적인 역할을 합니다87,88.또한, 본 연구에서 E1 및 C 전극을 사용하여 용접한 시편은 OCP 곡선에서 E2 전극을 사용하여 용접한 시편보다 PPC 곡선에서 Ecorr 값이 더 낮은 것으로 관찰되었다(Table 5).따라서 양극 영역은 더 낮은 전위에서 시작됩니다.이러한 변화는 주로 시료 표면에 형성된 보호층의 부분적인 안정화와 OCP89의 완전한 안정화가 달성되기 전에 발생하는 음극 분극에 기인합니다.그림에.그림 12a와 b는 다양한 용접 조건에서 실험적으로 부식된 시편의 3D 광학 프로파일러 이미지를 보여줍니다.시편의 공식 부식 크기는 110A의 높은 용접 전류로 인해 생성된 공식 부식 전위가 낮을수록 증가하는 것을 볼 수 있습니다(그림 12b). 이는 용접 전류 비율이 낮은 용접에서 얻은 공식 부식 크기와 유사합니다. 90A.(도 12a).이는 기판을 3.5% NaCl 용액에 노출시켜 염화물이 공격을 시작하여 재료가 용해되도록 함으로써 샘플 표면에 슬립 밴드가 형성되어 표면 보호막을 파괴한다는 Mohammed90의 주장을 확인시켜 줍니다.
표 4의 SEM-EDS 분석 결과, 모든 용접부 및 BM에서 각 오스테나이트 상의 PREN 값이 페라이트의 PREN 값보다 높은 것으로 나타났습니다.페라이트/오스테나이트 경계면에서 공식이 시작되면 이 영역에서 발생하는 요소의 불균일성과 분리로 인해 수동 재료 층의 파괴가 가속화됩니다91.공식 저항 등가(PRE) 값이 더 높은 오스테나이트 상과 달리, 페라이트 상에서의 공식 개시는 PRE 값이 더 낮기 때문입니다(표 4).오스테나이트 상에는 상당한 양의 오스테나이트 안정제(질소 용해도)가 포함되어 있는 것으로 보이며, 이는 이 원소의 농도를 높이고 그에 따라 피팅에 대한 저항력을 높여줍니다92.
그림에.그림 13은 E1, E2, C 용접의 임계 피팅 온도 곡선을 보여줍니다.ASTM 테스트 중 피팅으로 인해 전류 밀도가 100μA/cm2로 증가한 것을 고려하면 E1을 사용한 @110A 용접은 최소 피팅 임계 온도 27.5°C를 나타냈고 이어서 E2 @ 90A 솔더링은 40의 CPT를 나타냄이 분명합니다. °C이고, C@110A의 경우 최고 CPT는 41°C입니다.관찰된 결과는 편광 테스트의 관찰된 결과와 잘 일치합니다.
새로운 E1 및 E2 전극을 사용하여 이중 스테인리스강 용접부의 기계적 특성과 부식 거동을 조사했습니다.SMAW 공정에 사용된 알칼리 전극(E1)과 산성 전극(E2)은 전체 피복률이 1.7mm이고 알칼리 지수가 각각 2.40과 0.40인 플럭스 조성물로 성공적으로 코팅되었습니다.불활성 매질에서 TGA를 사용하여 제조된 플럭스의 열 안정성이 평가되었습니다.플럭스 매트릭스에 TiO2(%) 함량이 높으면 염기성 플럭스(E1)로 코팅된 전극에 비해 산성 플럭스(E2)로 코팅된 전극에 대한 용접물의 슬래그 제거가 향상되었습니다.두 개의 코팅된 전극(E1 및 E2)은 아크 시작 능력이 우수합니다.용접 조건, 특히 열 입력, 용접 전류 및 속도는 DSS 2205 용접의 오스테나이트/페라이트 상 균형과 용접의 탁월한 기계적 특성을 달성하는 데 중요한 역할을 합니다.E1 전극으로 용접된 접합부는 우수한 인장 특성(전단 0.2% YS = 497 MPa 및 UTS = 732 MPa)을 나타냈으며, 이는 염기성 플럭스 코팅 전극이 산 플럭스 코팅 전극에 비해 높은 염기도 지수를 가짐을 확인합니다.전극은 낮은 알칼리도에서 더 나은 기계적 특성을 나타냅니다.새로운 코팅(E1 및 E2)을 사용한 전극의 용접 접합부에는 페라이트-오스테나이트 상의 평형이 없다는 것이 명백합니다. 이는 용접의 OES 및 SEM-EDS 분석을 사용하여 밝혀졌으며, 용접.금속학은 SEM 연구를 확인했습니다.미세구조.이는 주로 Cr 및 Mo와 같은 합금 원소의 고갈과 용접 중 Cr2N의 방출 가능성에 기인하며 이는 EDS 라인 스캐닝으로 확인됩니다.이는 강철 구조에서 페라이트 및 합금 원소의 비율이 낮기 때문에 E1 및 E2 전극을 사용한 용접에서 관찰된 낮은 경도 값에 의해 더욱 뒷받침됩니다.E1 전극을 사용한 용접의 부식 가능성(Ecorr)은 E2 전극을 사용한 용접에 비해 용액 부식에 대한 저항성이 약간 낮은 것으로 나타났습니다.이는 플럭스 혼합 합금 구성 없이 3.5% NaCl 환경에서 테스트된 용접에서 새로 개발된 전극의 효과를 확인합니다.시뮬레이션된 해양 환경에서 내식성은 용접 전류가 감소함에 따라 증가한다는 결론을 내릴 수 있습니다.따라서 탄화물과 질화물의 석출과 그에 따른 E1 및 E2 전극을 사용한 용접 조인트의 내식성 감소는 용접 전류의 증가로 설명되었으며, 이로 인해 이중 목적강의 용접 조인트의 위상 균형이 불균형해졌습니다.
요청 시 해당 저자는 본 연구에 대한 데이터를 제공할 것입니다.
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