توضیحات

 عنوان فارسی: جوش و ورق Clad

•  فولادهای ساده کربنی
•  جوشکاری فولادهای ساده کربنی
•  جوشکاری فولادهای دمای بالا حاوی  تا % کروم
•  جوشکاری فولادهای دمای بالای آستنیتی
•  فولادهای زنگ نزن
•  جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی
•  جوشکاری فولادهای زنگ نزن فریتی
•  جوشکاری فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی
•  جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوفازی
•  ورق‌های فولادی کلد
•  مراجع

فولادهای ساده کربنی

فولادهای ساده کربنی مهمترین گروه آلیاژهای مهندسی هستند که به علت هزینه کم تولید و داشتن گستره وسیعی از خواص در بین مواد مهندسی در درجه اول اهمیت قرار دارند. این فولادها بسته به نوع و کاربرد، در چند سیستم مختلف دسته‌بندی می‌شودند. بنابراین یک دسته‌بندی واحد که در تمام فولادهای ساده کربنی به‌کار رود، وجود ندارد. دو سیستمی که بیشتر به‌کار می‌روند عبارتند از: ASTM و AISI-SAE.

• سیستم AISI-SAE

این سیستم در مورد میلگردهای نورد سرد و گرم، سیم‌ها، میله‌ها و لوله‌های بدون درز و محصولات نیمه تمام برای آهنگری به‌کار می‌رود. برای شناسایی فولادهای کربنی از چهار عدد استفاده می‌شود (XX10)، که دو عدد مشخص کننده فولاد ساده کربنی است و دو رقم بعدی مشخص کننده درصد کربن است. به‌عنوان مثال عدد 1020 مشخص کننده فولاد ساده کربنی با 2/0 درصد اسمی کربن می‌باشد. حداکثر درصد منگنز در این فولادها در حدود 9/0 درصد می‌باشد. فولادهای کربن منگنزدار با چهار عددXX 15 (تا حداکثر 7/1 درصد منگنز) شناخته می‌شوند.

• سیستم ASTM

در این سیستم برای نشان دادن خواص مورد نظر استانداردهایی برای آلیاژهای مختلف نوشته شده است. این استاندارد علاوه بر ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و روش ساخت و عملیات گرمایی را نیز در نظر می‌گیرد. به‌عنوان مثال فولادهای ورق بیشتر بر مبنای ASTM دسته‌بندی می‌شوند.

اما فولادهای ساده کربنی علاوه بر کربن دارای منگنز، گوگرد، فسفر و سیلیسیم می‌باشند که در ادامه اثر هر یک از این عناصر به‌طور خلاصه مورد بررسی قرار می‌گیرد:

• منگنز

منگنز از حداکثر 35/0% در فولاد 1005 تا حداکثر 1% در فولاد 1085 AISI تغییر می‌کند. منگنز با گوگرد موجود در فولاد ترکیب می‌شود و سولفید منگنز (MnS) ایجاد می‌کند، که به‌صورت آخال‌های خاکستری و نرم در فولاد وجود دارد. سولفید منگنز در داخل دانه‌ها پراکنده و در جهت کار شده کشیده شده‌اند. در فولادها وجود MnS بهتر از FeS است، زیرا FeS ترکیبی نرد با نقطه ذوب پایین است که در مرز دانه‌ها تشکیل می‌شود. منگنز همچنین با ریز کردن پرلیت و ایجاد محلول جامد با فریت، استحکام تسلیم فولادهای ساده کربنی را افزایش می‌دهد. منگنز در حین آبدهی فولاد، عمق نفوذ و سختی را افزایش می‌دهد اما مقدار زیاد آن به هنگام آبدهی تمایل به اشتراک ترک و تخریب را افزایش می‌دهد.

• گوگرد

در فولادهای ساده کربنی، گوگرد حداگثر تا 05/0% وجود دارد. این عنصر معمولا با منگنز فولاد ترکیب می‌شود و ایجاد آخال‌های MnS می‌کند. اگر گوگرد با آهن ترکیب شود، FeS تشکیل می‌دهد که معمولا در مرزدانه‌ها رسوب می‌کند. چون FeS سخت و نقطه ذوب آن پایین است و ممکن است در حین کار سرد و یا گرم فولاد، ترک ایجاد کند. بنابراین برای پرهیز از ایجاد FeS، نسبت منگنز به گوگرد فولادها حدود 5 به 1 می‌باشد.

• فسفر

حداکثر میزان فسفر در فولادهای ساده کربنی به 04/0% محدود می‌شود، زیرا فسفر ترکیبی بسیار ترد را تشکیل می‌دهد که در شبکه فولاد تفکیک می‌شود.

• سیلیسیم

میزان سیلیسیم در فولادهای ساده کربنی از حدود 1/0 تا 3/0% تغییر می‌کند. سیلیسیم به عنوان اکسیژن‌زدا به‌کار می‌رود و آخال‌های سیلیکاتی تشکیل می‌دهد. در غیر این صورت چون در فریت حل می‌شود، اثر کمی بر خواص مکانیکی فولادهای ساده کربنی دارد.

در یک فولاد کربنی، در صورتی‌که از اثر سینتیکی حرارت دهی سریع در حین جوشکاری بر استحاله‌های فازی صرف نظر شود، ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) را می‌توان در منطقه‌ای که در شکل 1 مطابق با دیاکرام آهن و کربن نشان داده شده است، در نظر گرفت. این ناحیه قسمتی از قطعه کار است که تا دمایی بین دمای بحرانی پایینی و دمای پرتیکتیک گرم می‌شود. به‌طور مشابه، منطقه‌ای که به‌صورت جزئی ذوب نشده است، منطقه‌ای است بین پرتیکتیک و دمای لیکیدوس قرار می‌گیرد و منطقه ذوب در بالای دمای لیکیدوس قرار دارد.

دیاگرام فازی آهن-کربن و دیاگرام‌های استحاله سرد کردن پیوسته (CCT) مورد استفاده جهت عملیات حرارتی فولادهای کربنی می‌تواند برای عملیات جوشکاری نیز کاربرد داشته باشد اما فرآیندهای حرارتی در حین جوشکاری و عملیات حرارتی فولادهای کربنی، مطابق با شکل 2، از اختلافات قابل توجهی برخوردار می‌باشند که عبارتند از:

• در جوشکاری، دمای حداکثر در HAZ می‌تواند به 1500 درجه سانتی‌گراد برسد، در حالی‌که در عملیات حرارتی فولادها، دمای حداکثر معمولا در حدود 900 درجه سانتی‌گراد می‌باشد که اختلاف زیادی با دمای بحرانی بالایی برای تشکیل آستنیت ندارد.
• در بیشتر فرآیندهای جوشکاری به جزء جوشکاری سرباره الکتریکی، سرعت گرم کردن زیاد و زمان نگهداری بالای دما کوتاه می‌باشد. در عملیات حرارتی، سرعت گرم کردن بسیار آرامتر و زمان نگهداری بالای دما بسیار بیشتر است.

شکل 1: جوش فولاد کربنی: الف) HAZ ب) نمودار فازی

از نظر سینتیکی استحاله‌ها مستلزم نفوذ می‌باشند و نفوذ نیازمند زمان است. در نتیجه، در اثر سرعت گرم کردن سریع در جوشکاری، استحاله‌ها ممکن است در دماهای تعادلی اتفاق نیفتد و در دماهای بالاتر رخ دهند. در فولادهایی که حاوی مقادیر زیادی از عناصر تشکیل دهنده کاربید می‌باشند، اثر سرعت حرارت دهی بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد. زیرا در این فولادها سرعت نفوذ این عناصر به مراتب پایین‌تر از کربن است و از نفوذ کربن نیز جلوگیری به عمل می‌آورند. بنابراین استحاله‌های فازی تا مقادیر دماهای بیشتری به تأخیر می‌افتند.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق