An investigation of microstructure/property relationships in dissimilar welds between martensitic and austenitic stainless steels

ABSTRACT

The metallurgical characteristics, tensile, hardness, toughness and corrosion resistance of dissimilar welds  between X5CrNi18-10 grade austenitic and X20CrMo13 grade martensitic stainless steel have been evaluated. Both austenitic and duplex stainless steel electrodes were used to join this combination, using multipass  manual metal arc welding process. Defect free welds were made with each welding consumable. It was found that the tensile strength of weldment, which was produced by duplex electrode (E2209-17), was slightly  lower than that of austenitic electrode (E308L-16). The toughness of the both E2209-17 and E308L-16  deposits was acceptable even at low temperature regardless of heat input. Hardness was increased in both  welds made with E2209-17 duplex and E308L-16 austenitic electrode along the X20CrMo13/weld metal  fusion boundary due to heat annealing and then following high cooling rate. The pitting corrosion resistance of the weld metal made with E308L-16 and E2209-17 filler metal was found acceptable. Although, heat  affected zone in the weldment and X20CrMo13 base metal were affected by electrolytic corrosion. This  investigation has shown that both filler metals can be used to join austenitic stainless steel to the martensitic stainless steel.

INTRODUCTION

Because of their acceptable corrosion resistance, good mechanical properties and becoming economic,  martensitic stainless steel has become increasingly attractive to a number of industry sectors. Austenitic  stainless steel has been widely preferred by industry due to its good mechanical properties, outstanding corrosion resistance in a wide range of environment and good weldability. Each type of those grades of  stainless steel is welded similarly by using fusion welding technique with or without requirement of special  technique. However, there is limited information about microstructure/ property relationships in dissimilar welds between austenitic and martensitic stainless steel by using duplex and austenitic stainless steel  electrode. Increasing application of these steels will require a better understanding of the issues associated with welds to dissimilar  metals. The joining of dissimilar materials is generally more challenging than that of similar materials because of differences in the physical, chemical and mechanical properties of the base metals welded. These differences may also complicate the selection of filler metals compatible to both base metals .

چکیده

ویژگی های متالورژیکی، کشش، سختی، سختی و مقاومت خوردگی جوش های غیرمستقیم بین فولاد ضد زنگ مارنزیتی کلاس X5CrNi18-10 grade austenitic و X20CrMo13 مورد ارزیابی قرار گرفته است. هر دو الکترودهای فولادی ضد زنگ آستنیتی و دوبلکس برای پیوستن به این ترکیب با استفاده از روش چند منظوره دستی برای جوشکاری قوس الکتریکی مورد استفاده قرار گرفتند. جوش های بدون نقص با هر جوشکاری قابل مصرف ساخته می شوند. مشخص شد که استحکام کششی جوش کاری که توسط الکترود دوبلکس (E2209-17) تولید می شود، کمی کمتر از الکترود آستنیتی (E308L-16) بود. چقرمگی هر دو E2209-17 و E308L-16 رسوب حتی در دمای پایین قابل قبول بود بدون در نظر گرفتن ورودی گرما. سختی در هر دو جوش ساخته شده با E2209-17 duplex و E308L-16 austenitic electrode در طول مرز همجوشی فلز X20CrMo13 / جوش به علت حرارت دادن حرارت و پس از آن پس از خنک شدن بالا افزایش یافت. مقاومت به خوردگی ذوب فلز جوش ساخته شده با E308L-16 و E2209-17 پرکننده فلزی قابل قبول بود. گرچه منطقه آسیب دیده در جوش و فلز پایه X20CrMo13 تحت تاثیر خوردگی الکترولیتی قرار گرفت. این تحقیق نشان داده است که هر دو فلز پرکننده می توانند برای پیوستن فولاد ضدزنگ آستنیتی به فولاد ضد زنگ مارنزیتی مورد استفاده قرار گیرند.

مقدمه

از آنجا که مقاوم در برابر خوردگی قابل قبول، خواص مکانیکی خوب و تبدیل شدن به اقتصادی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی تبدیل شده است به طور فزاینده ای جذاب برای تعدادی از بخش های صنعت است. فولاد ضد زنگ آستنیتی به علت خواص مکانیکی خوب، مقاومت در برابر خوردگی فوق العاده در گستره وسیعی از محیط زیست و قابلیت جوشکاری خوب، صنعت به طور گسترده ای ترجیح داده شده است. هر نوع از این دسته از فولاد ضد زنگ با استفاده از روش جوشکاری فیوژن یا بدون نیاز به تکنیک خاص جوش داده شده است. با این حال، با استفاده از الکترود فولادی ضد زنگ دوبلکس و آستنیتی، اطلاعاتی درباره روابط ریزساختار / اموال در جوش های غیرمستقیم بین فولاد ضدزنگ آستنیتی و مارتنزیتی وجود دارد. افزایش استفاده از این فولادها نیاز به درک بهتر مسائل مربوط به جوش به فلزات متفاوتی دارد. پیوستن مواد متفاوتی به طور کلی به علت تفاوت در خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی فلزات معمولی جوش داده شده به طور کلی چالش تر از مواد مشابه است. این تفاوت ها همچنین ممکن است انتخاب فلزات پرکننده سازگار با هر دو فلز پایه را پیچیده کند.

Year: 2004

Publisher : ELSEVIER

By :   Ramazan Kac 
ar , Orhan Baylan 

File Information: English Language/ 13 Page / size: 779 KB

Download

سال : 1383

ناشر : ELSEVIER

کاری از : رامازان كاك آر، اورهان بيلان

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 13 صفحه / حجم : KB 779

لینک دانلود