A387 – فولاد A387-ورق A387 -ASTM A387 CL1- CL2- صفحه فولادی CL2-صفحه فولادی CL1فولاد ضد زنگ – فولاد ضد خوردگی – فولاد حرارتی

A387 – فولاد A387- صفحه فولادی CL2-صفحه فولادی CL1فولاد ضد زنگ – فولاد ضد خوردگی – فولاد حرارتی- ASTM

ASTM A387 CL1- صفحه فولاد CL2- ورق ASTM A387-ورق مخزنی – ورق مخازن تحت فشار- ورق ضد خوردگی

ASTM A387 CL1، CL2 فولاد درجه یک نوع فولاد است که با ترکیب Cr، Mo.، Cr-Mo میباشد. که عمدتا برای مخازن تحت فشار بالا و بالا استفاده میگردد. گرید فولاد A387 gr 12 CL1 / A387gr 12 CL2 مطابق با استاندارد ASTM ترکیبات شیمیایی. و خواص مکانیکی صفحات فولادی ASTM A387CL1 / A387CL2.

فولاد A387 CL1، CL2 ورق فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن را برای دیگهای جوش داده شده. و مخازن تحت فشار برای فعالیت هایی. با درجه حرارت بالا طراحی و تولید میشوند.

 این نوع از فولاد با گریدها و مشخصات و نمرات. 2، 12، 11، 22، 22L، 21، 21L، 5، 9 و 91 ساخته. و به بازار تقاضا در بخش صنعت عرضه میشود.

این نوع فولاد با روش حرارت متناوب و باز پخت تولید میشود. این نوع  فولاد A387 gr11 / 12 CL1 / 2 با آنالیز و انجام پروسه حرارت ایجاد میشود. و مطابق با الزامات و عناصر شیمیایی موجود آن با نام های کربن.، منگنز، فسفر، گوگرد، سیلیکون، کروم، مولیبدن، نیکل، وانادیوم.، کلومیمیم، بور، نیتروژن، آلومینیوم، تیتانیوم ، و زیرکونیوم نوع گرید آن مشخص میگردد. 

این نوع فلز برای ارزیابی نوع مقاوم آن تحت آزمایشات تنش قرار میگیرد . و همچنین با مقادیر مورد نیاز هر بخش از صنعت. میزان استحکام کششی و میزان مقاومت و ضخامت آن کنترل میگردد.

ارزیابی ریز ساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همسان فولاد A387-gr.11 و A240-tp-.316

اتصال غیر همسان فولادهای فریتی کم آلیاژ به فولادهای زنگ نزن آستنیتی.- در گذشته بصورت وسیعی در صنایع بکار گرفته شده است. دو فولاد زنگ نزن آستنیتی A240-tp.316 .و فولاد کم آلیاژ فریتی A387-gr.11 توسط جوشکاری قوسی تنگستن. تحت گاز محافظ با دو جریان ثابت و پالسی و با استفاده از دو نوع فلز. پرکننده ی Er309l و Ernic-3 بهم جوش داده شدند.

پس از آزمونهای متالوگرافی آزمون تعیین ترکیب شیمیایی، ریز سختی سنجی، کشش و ضربه، مشخص گردید .که بطور کلی، نمونه های جوشکاری شده توسط جریان پالسی – بدلیل گرمای ورودی کمتر. و ایجاد اختلاط بیشتر در حوضچه ی جوش، ضمن کاهش وقوع پدیده های نا مطلوب متالوژیکی. مانند تشکیل منطقه ی کمبود از کربن، منطقه ی انتقالی و منطقه ی مخلوط نشده، بهبود. خصوصیت مکانیکی اتصال را در بر داشتند. نتایج نشان دادند که فلز پر کننده ی پایه نیکل، بدلیل محدود کردن نفوذ کربن.به درون حوضچه ی جوش و کاهش احتمال تشکیل منطقه ی. انتقالی نسبت به فلز پرکننده ی دیگر، مطلوب تر است.

در گذشته اتصال دهی ناهمجنس فولادهای فریتی کم آلیاژ به فولادهای زنگ نزن آستنیتی بطور گسترده ایی در مولدهای بخار، مبدل های حرارتی و تجهیزات لوله کشی در نیروگاه ها، پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی بکار رفته است. بطور مثال : در نیروگاههای با سوخت فسیلی، لوله های مرحله ی پیشگرم دیگهای بخار از نوع و جنس فولادهای کم آلیاژ هستند.

و لوله های بخش فوق گرمایش بدلیل دما و فشار کاری بسیار بالاتر، از نوع و جنس. فولاد زنگ نزن انتخاب میشوند. این انتخاب ، سبب صرفه جویی چشمگیر در هزینه ها خواهد شد. این اتصال به آسانی با اغلب روشهای مرسوم به خصوص جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ gtaw. و جوشکاری قوس الکترود روپوش دار smaw تولید شده است. مورد دیگر برای کاربرد این نوع اتصال، روکش کاری فولادهای کربنی یا کم آلیاژ. با فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا آلیاژ پایه نیکل است. با این روش، میتوان مقاومت به خوردگی مخزن های از جنس فولاد کربنی. را با صرف کمترین هزینه تا مقدار قابل توجهی بهبود بخشید.

فرآیند اتصال بن فولاد زنگ نزن و فولاد کم آلیاژ

فرآیند اتصال بین فولاد زنگ نزن آستنیتی و فولاد کم آلیاژ فریتی، چند پدیده ی متالوژیکی قابل توجه به همراه دارد. یکی از پدیده هایی که در هنگام جوشکاری، عملیات حرارتی پس از جوشکاری و در حین قرارگیری در شرایط کاری برای این نوع اتصال رخ میدهد، انتقال کربن از فولاد کم آلیاژ به سمت ناحیه ی جوش میباشد.

این پدیده موجب ایجاد یک منطقه ی کمبود از کربن Carbon Depleted Zone,CDZ در ناحیه ی متأثر از حرارت در فولاد کم آلیاژ و در مجاورت مرز ذوب میشود. تحقیقات نشان داده اند که این منطقه ی کمبرد از کربن احتمالاً در معرض ترک خوردگی خزشی قرار خواهد گرفت. پروسه ی انتقال کربن، شامل انحلال کاربیدها در فولاد فریتی و نفوذ کربن بدرون حوضچه ی جوش میگردد. نیروی محرکه برای این پروسه، وجود شیب غلظتی کربن یا شیب اکتیویته ی کربن بین فولاد فریتی کم کروم و فلز جوش آستینی پر کروم است.

در اتصال های جوش بین دو فولاد نا همسان آستینی – فریتی، وجود منطقه ی انتقالی یا اختلاط جزیی درون حوضچه ی جوش و در مجاورت فولاد فریتی گزارش شده است. در این منطقه، اختلاط بین فلز جوش و فلز پایه ناقص است. و ترکیت شیمیایی آن شیئ از ترکیب فلز پایه تا فلز جوش است. پهنای منطقه ی انتقالی مطابق با نتایج آزمونهای انجام گرفته، بین 20 الی 100 میکرون و تابع عواملی ماننند ترکیب شیمیایی و میزان حرارت ورودی است.مرزی که این منطقه را از حوضچه جدا میکند. با مرز ذوب موازی است. و بعنوان مرز نوع II شناخته میشود. شناخت این ناحیه، در جوشهای نا همسان فریت به آستنیت بسیار اهمیت دارد. زیرا طبق آنچه پیش تر گفته شد . این منطقه یکی از مناطقی است که در معرض وقوع آسیب های زیادی میباشد.

مطابق با یافته های برخی از پژوهشگران عواملی چون ساختار بلوری متفاومت در دو سمت اتصال. تغییرات غلظت که شیب ترکیب شیمیایی در مرز ذوب را تحت تآثیر قرار میدهد. و سینتیک رشد و نفوذ در جوشکاریهای چند مرحله ای و عملیات حرارتی پس از جوشکاری. سبب ایجاد این منطقه ی انقالی میشود. و مرز نوع II.نتیجه ی ایجاد تغییر در حالت انجماد است. مطابق با این نظریه،. انجماد با تشکیل فریت – شبکه ی bbc شروع میگردد. و در فاصله های دورتر از مرز ذوب. حالت انجماد بدلیل حضور عناصر پایدار کننده ی آستنیت، به سمت تشکیل بلورهای fcc تغییر مینماید. این پدیده سبب ایجاد مرز نوع II میگردد.

از جهت دیگر، پژوهشهای دیگر 6,7 نشان داده اند که تشکیل مرزهای نوع دوم به رفتار انجمادی فلز جوش و طبیعت استحاله های حالت جامد در فلز پایه بستگی دارد. تصور میشود که وقوع تحول Y-& در دمای بالا.، برای شکل گیری این نوع مرزها ضروری است. در فلزات پایه ای که تحت این تحول قرار میگیرند.، مرز ذوب تبدیل به یک مرز دانه ی Y میشود. فلز پایه و فلز جوش در آن دما، به شکل آستنیتی هستند و این مرز، توسط نفوذ کوتاه دامنه قادر به حرکت خواهد بود.

در دمای پایدار آستنیت، این مرز به درون جوش حرکت خواهد کرد. برای فازهای & و a . انتقال به درون جوش نیازمند نفوذ بلند دامنه میباشد. بدلیل انجام چرخه های گرمایی سریع در جوشکاری، امکان وقوع این نفوذ بلند دامنه فراهم نیست و تنها مرز y تحرک کافی را برای حرکت در محدوده دمایی پایداری آستنیت دارد.

نیروی محرکه برای این حرکت عبارتند از: شیب دمایی – شیب ترکیب شیمیایی-انرژی کرنشی ناشی از تفاوت ضریب انبساط حرارتی-حذف مرز دانه های فرعی sgb و انتقال یافته mgb.

ساز و کار شرح داده شده برای تشکیل مرز نوع II در دو حالت فوق متفاوت است. در سازو کار اول فرض بر این است که مرزهای نوع II حین انجماد تشکیل میگردند. و انجماد از فلز پایه به صورت فریت اولیه آغاز و پس از فاصله زمانی کوتاهی،. بدلیل حضور عناصر پایده ار کننده ی آستنیت در جوش،. به آستنیت اولیه تغییر میکند. و پس سر خود مرز دانه ی زاویه بزرگ برجای میگذارد. سپس، فریت اولیه در دماهای پایین تر به آستنیت تیدیل میگردد.

اما، نظریه ی دوم بدلیل فقدان آثار جهت گیری fcc/bbc سازگار با رشد تداخلی fcc/bcc.، نظریه ی اول را رد میکند. در واقع، این نظریه میگوید که این مرزها ناشی از مهاجرت مرزدانه در حالت جامد در محدوده ی دمایی،. پایداری آستنیت جین انجام چرخه ی سرمایش جوش میباشند. انجام آزمون تعیین ترکیب شیمیایی eds. در منطقه ی انتقالی، تغییرات تدریجی ترکیب شیمیایی در آن را نشان میدهد.

و به نوعی، شاهد قوی تری را برای تأیید نظریه ی اول بوجود می آورد. در توضیح ساختار درون مرز نوع II، تا کنون نظریه های زیادی مطرح شده است. در بیشتر موارد، از حضور مارتنزیت 8,9 و در موارد معدودی نیز از حضور کاربید در این منطقه صحبت شده است. تغییرات ریز سختی در امتداد مرز ذوب نیز میتواند. حضور منطقه ی نرم فقیر از کربن و منطقه ی سخت انتقالی را نشان دهد.

تشکیل منطقه ی مخلوط نشده نیز یکی دیگر از پدیده های مشاهده شده در اتصال آلیاژهای ناهمسان است. این منطقه بشکل لایه ای نازک،. زمانی تشکیل میگردد که بخش کوچکی از فلز پایه ذوب و بدون اختلاط با فلز جوش.، منجمد میشود. مطابق با مشاهدات، منطقه ی مخلوط نشده اساساً دارای ترکیب شیمیایی فلز پایه است. بنابراین فلز پایه ی ذوب شده،. راکد میماند. و با فلز پرکننده مخلوط نمیشود.

هدف از انجام این پژوهش، بررسی اتصال فولاد کم آلیاژ فریتی A387 – gr . II به فولاد زنگ نزن آستنیتی A240-TP.316 با دو نوع ماده ی پرکننده ی ERNicr – 3 و ER 309 L با جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ با استفاده از دو نوع جریان. ثابت پالسی میباشد. این موضوع، با توجه به این واقعیت انتخاب شده است. که علی رغم مزیت های زیادی که برای جریان پالسی بر شمرده است. تا کنون تحقیق چندانی پیرامون بررسی تأثیر جریان پالسی بر خواص این اتصال صورت نگرفته است.

مواد و روشهای آزمایش

برای انجام آزمونها، از دو فولاد کم آلیاژ فریتی و زنگ نزن آستنیتی استفاده شده است. ورق فولاد کم آلیاژ در زمان ساخت و پس از انجام نورد نهایی، نرماله و بازپخت شد. با این حال، فولاد زنگ نزن در شرایط تاب کاری شده بوده است. ورقها با ابعاد 180ضرب در 50 ضرب در 7 میلیمتر مکعب بریده شدند. لبه سازی توسط دستگاه فرز با زاویه ی 35 درجه پای ریشه ی 1/5 میلیمتر و فاصله ی ریشه ی 3 میلیمتر، انجام شد. برای انجام جوشکاری، از دستگاه گام الکترونیک مدل DIGI TIG PSQ400 AC/DC به روش جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ و با نوع جریان ثابت و پالسی و دو نوع فلز پرکننده به قطر 2/4 میلیمتر،. توسط جریان مستقیم با الکترود منفی DCEN استفاده شد.

بمنظورحفاظت از حوضچه ی جوش، از گاز آرگون با خلوص 99/99 درصد و دیبی 14 لیتر بر دقیقه استفاده شد. جوشکاری در حالت تخت و در سه مرحله انجام شد. و دمای پیش گرمایش 150 درجه ی سانتیگراد و بیشترین دمای بین مرحله ای 300 درجه سانتیگراد به کمک گچ حرارتی حین انجام فرآیند، کنترل شد.

آزمون کشش با دستگاه کشش یونیورسال مدل multi test-X با سرعت 1 میلیمتر بر دقیقه و آزمون ضربه در دمای محیط انجام شد. برای انجام آزمون ریز سختی سنجی، بار 100 گرم توسط دستگاه bowers metrology با فرورونده ی هرمی شکل با زاویه ی 120 درجه اعمال شد. آزمون ریز سختی ویکرز برای شناخت تغییرات ریز ساختاری احتمالی، بگونه ی عرضی از فاصله ی 3 میلیمتری خط جوش، از فولاد فریتی تا درون فلز جوش انجام گرفت.

از مقطع عرضی هر جوش، یک نمونه برای متالوگرافی تهیه شد. بمنظور حکاکی سطح فولاد فریتی، از محلول نایتال 4 درصد و برای فولاد زنگ نزن آستنیتی، از حکاکی الکتریکی با محلول اسید اگزالیک 10 درصد و اختلاف پتانسیل 5 ولت استفاده گردید. برای بررسی دقیقتر ریز ساختار نمونه های جوش، . از میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مدل LEO 1455vp استفاده شد. بمنظور شناخت بهتر منطقه ی انتقالی و مخلوط نشده، آزمون تعیین ترکیب شیمیایی بر روی نمونه ها انجام شد. بکمک دستگاه فریت اسکوپ و مناطق با استاندارد AWS A4.2 مقدار متوسط فریت برای هر جوش تعیین شد.

نتایج ساختار فولاد زنگ نزن

ساختار فولاد زنگ نزن، تقریباً در تمامی نقاط آستنیتی است. مقادیر جزئی از رشته های فریت که در جهت نورد کشیده شده اند. در ساختار وجود دارد. این فریت، بمانند همه انواع فولادهای زنگ نزن، فریت دمای بالا با فریت دلتا است. ریز ساختار فولاد A387-Gr.11- شامل فریت و پرلیت ظریف است. ساختار پرلیت، در تصویرهای میکروسکپ نوری با بزرگ نمایی پایین، به وضوح قابل تشخیص نیست. اما، ساختار لایه ای با بزرگ نمایی بالا مشخص است.

در فولاد زنگ نزن آستنیتی ، بدلیل پایین بودن ضریب انتقال حرارت، عرض منطقه ی متأثر از حرارت بسیار کوچک است. پدیده ی مشهود در منطقه ی متأثر از گرما در این فولاد، . تشکیل نوارهای تیره رنگ فریت در زمینه آستنیت است.

میزان تشکیل فریت، بدلیل کند بودن استحاله ی آستنیت به فریت و سریع بودن چرخه ی حرارتی منطقه ایی متأثر از گرما، کم است. ریز ساختار منطقه ی متأثر از گرما در فولاد کم آلیاژ در مجاورت مرز ذوب، دیده میشود.

ریز ساختار منطقه ی متأثر از گرما را بر مبنای فاصله از خط ذوب، میتوان به سه منطقه تقسیم کرد. منطقه ی ریز دانه شده ی جزئی، منطقه ی ریزدانه و منطقه ی درشت دانه،. منطقه ریز دانه جزیی، منطقه ای است که پیک حرارتی در آن، بالاتر از دمای بحرانی مؤثر پایینی Aci است. در طی گرمایش تا بالاتر از این دما، مجموعه های پرلیت اولیه با آستنیت استحاله می یابند. و کمی به درون مجموعه های پرلیت اولیه توسعه می یابند.

سپس، حین سرمایش به دانه های بسیار ریز فریت و پرلیت تبدیل میشوند. منطقه ی ریز دانه، منطقه ای است که پیک دما در آن،. بالاتر از دمای بحرانی مؤثر بالایی Ac3 است. بنابراین، در این دما، دانه های آستنیت امکان جوانه زنی خواهند داشت. در حین سرمایش، این دانه های آستنیت به دانه های کوچک پرلیت و فریت تبدیل میشوند. بدلیل آنکه زمان نفوذ برای کربن حین گرمایش سریع در جوشکاری محدود است، آستنیت حاصل همگن نیست. بنابراین توزیع فریت و پرلیت کاملا یکنواخت نخواهد بود.

در منطقه ی درشت دانه و در مجاورت مرز ذوب، پیک دمایی به حد کافی بالاتر از دمای Aci است و بنابراین، دانه های آستنیت اجازه ی رشد خواهند داشت.

نرخ سرمایش نسبتاً زیاد در جوشکاری و اندازه ی دانه ی بزرگ، باعث خواهند شد تا دگرگونی نفوذی به تأخیر بیافتد. افزون بر این، با توجه به دانه های درشت آستنیت اولیه، ظاهر سوزنی شکل ساختار درون آنها و نمودارهای CCT برای فولادهای کم آلیاژ، بنظر میرسد که ریز ساختار نزدیک خط ذوب و مخلوطی از پرلیت، مارتنزیت، بینایت و حتی فریت وید من اشتاین است که در مراحل بعدی بازپخت شده اند.

A387 - فولاد A387-ورق A387 -ASTM A387 CL1- CL2-www.fooladrasuldalakan.com
فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربه ی گرانبها در زمینه ی تأمین و توزیع و عرضه انواع ورق آلیاژی – انواع فولاد آلیاژی. با اشکال مختلف تولیدی.از جمله ورق- میلگرد – تسمه – پروفیل – میلگرد با استاندارد و گواهینامه های روز دنیا در سراسر ایران فعالیت مینماید.
صنعتگر گرامی از اینکه ما را جهت خرید فولاد آلیاژی مورد نیاز خویش انتخاب می نمایید سپاسگزاریم.
ارتباط با ما: 09122136675 – 02128423820
[email protected]