The role of Ti carbonitride precipitates on fusion zone strength-toughness in submerged arc welded linepipe joints

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. مواد و روشهای تجربی

2.1. مواد و روش ساخت لوله 

2.2. مشاهده ریز ساختار و تست مکانیکی

3.نتایج

3.1. عناصر شیمیایی

شکل1: ماکروگراف جوش عرضی نشاندهنده مناطق جوش گوناگون: ناحیه جوش (FZ)، ناحیه متاثر از گرمای بافت ریز (FE-HAZ)، ناحیه متاثر ازگرمای بافت درشت (CG-HAZ)، فلز مبنا (BM)، و محل فرورفتگیهای سختی Vickers

جدول1: عناصر شیمیایی اسمی و اندازه¬گیری شده، بدست آمده از اسپکتروسکپی نشری نوری

3.2.ریزساختار 

3.3. ذرات درشت مرحله دوم

3.4. سختی و چقرمگی در اتصالات جوش

شکل2: ریزساختار فریت سوزنی (AF) یافت شده در منطقه جوش، مشاهده شده بر اساس الف) OM، نمایش AF و نقاط فریت مرزی بلوری (CBF) بصورت تصویر SEM. ب) نمایش AF و نقاط فریت چندوجهی (PF) و ج) نمایش صفحات AF کوچک که بطور غیرهمگن تشکیل هسته داده اند و بصورت یک مخلوط غیر فلزی رد کرده اند.

شکل3: الف) تصویر میدانی درخشان TEM یک ذره درشت در منطقه ذوب جوشی و ب وج) دو SADP . دایره¬ها در شکل با ناحیه‌های انتخاب شده در قسمت الف) جهت بدست آوردن الگوی پراش در ب) وج) مطابقت دارند. جعبه چهارگوش در قسمت الف) در شکل 4 توضیح داده میشود.

4.آنالیز و بحث

4.1. شناسایی و توزیع ذرات

شکل4: نتایج تصویر EDX بدست آمده برای Al(قرمز) وTi(سبز) بارسوب مشابه در شکل 3. ناحیه آنالیز شده با تصویر EDX در شکل 3 با یک مستطیل نشان داده شده است. محل نقاط دایره SADP نیز در شکل 3 نشان داده شده¬اند. (خواننده برای تفسیر منابعی که در این شکل بصورت رنگی علامتگذاری شده اند به ورژن تحت وب مقاله مراجعه کند)

شکل5: الف) نمایش میکروگراف نوری چاپ شده توزیع ذرات درشت (نقاط دایره ای سیاه) در ناحیه ذوب جوش ب) توزیع اندازه ذرات مشاهده شده در الف).

4.2. اثر اندازه و کسر حجمی رسوبات بر روی استحکام 

4.3. اثر اندازه رسوبات و فاصله بین آنها بر چقرمگی شکست

شکل6: سختی Vickers و اثرچقرمگی اندازه¬گیری شده با تستهای شکاف-V Charpy در محدوده اتصال جوش 

شکل 7: الف) تصویر درشت سطح شکست شکاف-V Charpy در ناحیه جوش ب) تصویر SEM نشاندهنده شکست مفتولی کامل در مرکز  نمونه CVN ج) جهت نقشه خطی EDX در ذره انتخاب شده د) تصویر SEM نمایش دهنده ذرات بزرگ در مرکز منافذ و ه) تصویر خطی EDX کیفی در جهت علامتگذاری شده در قسمت ج).

جدول2: میانگین نتایج شش تست چقرمگی شکست (ASTM 1820) انجام شده در ناحیه جوش

شکل8: آنالیز فرکتوگرافی گونه های چقرمگی شکست   نمایش داده شده الف) ماکروگراف سطح شکست گونه ب) میکروگراف الکترونی ثانویه ناحیه تحت بررسی که نمایش دهنده شکست مفتولی کامل است ج) ذرات فاز دوم بسیار بزرگ (12 میکرومتر) وابسته به مرکز منافذ شکست بزرگ تحت بررسی و د) برخی از ذرات فاز دوم کوچکتر و پراکنده تر

شکل9: آنالیز شیمیایی ذرات فاز دوم یافت شده شکست مفتولی منافذ گونه های چقرمگی شکست   تعریف شده برای الف) ذرات تحت مطالعه و جهت تصویر خطی EDX ب) طیفهای  EDX ذره نشان داده شده برای Al , Ti غنی سازی شده و ج) آنالیزتصویر خطی کیفی نمایش دهنده عناصر غنی شده V, Mn,Ti, Al.

شکل 10: تغییر میزان مشارکت استحکام رسوب محاسبه شده از معادله Ashby-Orowan در اندازه میانگین ذرات در کسر حجمی متغیر

شکل 11: ایده‌آل سازی شماتیکی معیارهای شکست میکروسکپی وابسته به تنش تغییریافته بحرانی، مدل کنترل شده کشش بحرانی منافذ تشکیل هسته، برگرفته از رفرنسهای (25و27و35). 

شکل12: چقرمگی شکست اولیه در ناحیه جوش بعنوان تابعی از اندازه رسوب، محاسبه شده از معادله 7.

شکل 13: نسبت بین میانگین اندازه ذرات و فاصله بین آنها در کسرهای حجمی مختلف

5. نتیجه گیری