بررسی مقاومت به خوردگی ناحیه جوش آلیاژTi-6Al-4V جوشکاری شده به روش TIG
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمهدی کبیری لقب 1 , مجید بلباسی 2 * , محمد عمار مفید 3
1 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد، گروه مهندسی نفت، معدن و مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی نفت، معدن و مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
3 - استادیار، گروه مهندسی نفت، معدن و مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
چکیده مقدمه: آلیاژ Ti-6Al-4V از آلیاژهای پرکاربرد در صنایع هوایی، دریایی و شیمیایی می باشد. در ارتباط با خوردگی مقطع جوش این آلیاژ تحقیقات معدودی صورت گرفته است هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر شدت جریان بر مقاومت به خوردگی مقطع جوش آلیاژ Ti-6Al-4V جوشکاری شده به روش تنگستن-گاز خنثی (TIG) در محلول های آب دریا و NaCl % 5/3می باشد. روش: در این تحقیق ورقی از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V به ابعاد mm 3×50×40 و فیلر از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V تهیه شد. سپس به منظور بررسی تاثیر شدت جریان بر روی مقاومت به خوردگی مقطع جوش این آلیاژ، نمونه های تهیه شده با شدت جریان های 70، 80 و90 آمپر جوشکاری شد. به منظور مشاهده ریزساختار نمونه ها، ابتدا نسبت به آماده سازی و میکرو اچ قطعات اقدام شد و در ادامه تصویربرداری از قطعات در منطقه فلز پایه، مقطع جوش و منطقه متاثر از حرارت، با استفاده از میکروسکوپ نوری صورت گرفت. برای آزمونهای الکتروشیمیایی پلاریزاسیون پتانسیو دینامیک، از دستگاه پتانسیواستات استفاده شد. در این آزمون از دو محفظه شیشه ای مجزاء (با الکترود مرجع کالومل اشباع KCl-sat، الکترود شمارنده گرافیتی و الکترود کاری نمونه قطعات)، به طوری که در محفظه شیشه ای اول، الکترولیت محلول NaCl % 5/3 و محفظه شیشه ای دوم، محلول آب دریا شبیه سازی شده استفاده گردید. سپس در شرایط مدار باز به منظور رسیدن به حالت پایداری، نسبت به غوطه وری نمونه های آماده سازی شده از مقاطع جوش با شدت جریان های 70و 80 و 90 آمپر، به مدت زمان 30 دقیقه در هر یک از الکترولیت ها اقدام شد. در این آزمون به روش تافل، پتانسیل خوردگی (Ecorr) و دانسیته جریان (icorr) محاسبه گردید. یافتهها: بررسی های ریزساختاری نمونه ها نشان داد فلز پایه دارای ساختار جهت دار فاز α در زمینه فاز β تغییر فرم یافته است. در ناحیه HAZ به دلیل سرد شدن نسبتاً سریع آلیاژ از دمای بالای استحاله β، فاز α سوزنی ریز تشکیل شده است. در ناحیه جوش نمونه های جوشکاری شده با شدت جریانهای 80 و 90 آمپر نسبت به نمونه 70 آمپر، حرارت بیشتری وارد شده و این امر منجر به رشد بیشتر دانه ها شده است. با افزایش شدت جریان جوشکاری از 70 به 80 آمپر، اندازه دانه ها در ناحیه جوش و همچنین نرخ خوردگی ناحیه جوش افزایش یافته است و با افزایش بیشتر شدت جریان از 80 به 90 آمپر در ناحیه جوش اندازه دانه تغییری نشان نداده و نرخ خوردگی ناحیه جوش نیز کاهش یافته است. برای جوشکاری آلیاژ Ti-6Al-4V استفاده از شدت جریان 70 آمپر، مقاومت به خوردگی مناسب تری نسبت به شدت جریانهای 80 و 90 آمپری از خود نشان داده است. نتیجهگیری: بررسی نرخ خوردگی ناحیه جوش آلیاژ Ti-6Al-4V در محلول NaCl % 5/3 و آب دریا نشان داد که نرخ خوردگی ناحیه جوش آلیاژ در محلول NaCl % 5/3 بیشتر از آب دریا است. دلیل آن را نیز می توان به غلظت بالاتر نمک NaCl در محلول NaCl % 5/3 در مقایسه با آب دریا نسبت داد. در مقایسه شدت جریان های به کار برده شده برای جوشکاری آلیاژ Ti-6Al-4V استفاده از شدت جریان 70 آمپر، مقاومت به خوردگی مناسب تری نسبت به شدت جریانهای 80 و 90 آمپری از خود نشان داده است.
In this research, the effect of current intensity on the corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy welded by Tungsten-inert Gas (TIG) method was investigated. For this purpose, 3 × 50 × 40 mm specimens were prepared and after preparing the surfaces, in a way but joint two-way single pass in vacuum chamber with inert argon with a flow rate of 70, 80 and 90 A were welded. Microstructural studies of base metal (BM), fusion zone (FZ) and heat affected zone (HAZ) were performed using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Then, in order to investigate the corrosion resistance of Ti-6Al-4V welded cross sections, the roots of the welded specimens were examined by potentiostatic polarization in seawater and 3.5% NaCl. The results showed that by increasing the welding current intensity from 70 to 80A, the grain size in the weld area as well as the corrosion rate of the weld area in Ti-6Al-4V alloy increased. By varying the flow intensity from 80 to 90A, the corrosion rate and grain size of the weld zone did not change significantly. The corrosion rate of Ti-6Al-4V alloy in 3.5% NaCl solution compared to seawater revealed that the corrosion rate of alloy in 3.5% NaCl solution is higher than its corrosion rate in seawater.