آقای فرج اله هدایت، آقای رضا دهملایی، مهدی خراسانیان، آقای بهنام لطفی،
دوره ۱۰، شماره ۳۶ - ( فصلنامه علوم و مهندسی خوردگی ( سال دوازدهم ـ تابستان ۱۳۹۹ ) ۱۳۹۹ )
چکیده
در مقاله حاضر، جهت بهبود مقاومت به اکسیداسیون دمای بالای فولاد زنگنزن ۳۱۶ AISI روکشهای از سیم جوشهای ER۴۴۶ و ER۴۴۶+ ۴% Al با استفاده از فرایند GTAW بر روی این فولاد رسوب داده شد. ترکیب شیمیایی، نوع فازها و ریزساختار روکشها توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی (FESEM-EDS) و تفرق اشعه ایکس (XRD) مشخص شد. رفتار اکسیداسیون نمونههای روکشکاری شده با استفاده از آزمون اکسیداسیون همدما در محیطهای هوا (دمای °C ۱۰۰۰) و ۲SO%۵/۱+ هوا (دمای °C ۸۰۰) ارزیابی و مقایسه شد. میزان چسبندگی اتصال فصل مشترک روکش - زیرلایه توسط آزمون استحکام برشی قبل و بعد از اکسیداسیون طبق استاندارد ۲۶۴ASTM A بررسی شد. مشاهدات ریز ساختاری از مقطع عرضی نشان داد که هر دو روکش از چسبندگی خوبی با زیرلایه برخوردار بوده و هیچگونه ترک حفره و ناپیوستگی در فصل مشترک روکشها با زیرلایه مشاهده نگردید. نتایج آزمون استحکام برشی نشان داد که هر دو روکش قبل و بعد از اکسیداسیون دمای بالا دارای استحکام برشی بالاتری از حداقل مقدار مشخص شده (۱۴۰ مگاپاسکال) در استاندارد میباشند. بررسی رفتار اکسیداسیون فلز پایه قبل و بعد از اعمال روکش نشان داد که اعمال روکش بهویژه روکش حاوی آلومینیوم قویاً باعث کاهش نرخ اکسیداسیون (بهبود مقاومت به اکسیداسیون) در هر دو محیط اکسیدکننده گردیده است. در مراحل اولیه اکسیداسیون، واکنشهای شیمیایی در فصل مشترک پوسته اکسیدی و فلز کنترلکننده بوده و بعد از آن تا پایان آزمایش نفوذ و انتقال اکسیژن و یونهای مهاجم از پوسته اکسیدی به فصل مشترک کنترلکننده فرایند اکسیداسیون بوده است. مشخص شد که سینتیک اکسیداسیون هر دو روکش از قانون اکسیداسیون سهمی پیروی میکند و روکش حاوی ۴% Al آلومینیوم مقدار ثابت سرعت اکسیداسیون (kP) را ۱۶ برابر بیشتر از روکش بدون آلومینیوم کاهش داده است. نتایج نشان داد که حضور گاز ۲SO نرخ اکسیداسیون هر دو روکش را افزایش داده است.