بررسی دو نوع خوردگی، خوردگی بين دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنيتی

فهرست مطالب
عنوان    صفحه
چکيده    الف
فهرست    ب و ج
1-مقدمه    1
1-1- تعريف خوردگی    2
1-2- خوردگی الکترو شيميايی    3
1-3- خوردگی يکنواخت و موضعی    4
1-4- اثر جوشکاری بر خوردگی    6
1-5- پديده های متالورژيکی ناشی از جوشکاری    7
1-5-1- تغييرات فازی و جدايش    8
1-6- خوردگی بين دانه ای    10
1-7- خوردگی بين دانه ای فولادهای زنگ نزن اوستنيتی در اثر جوشکاری    12
1-8- عوامل موثر بر خوردگی بين دانه ای     17
1-8-1-  ترکيب شيميايی و ريز ساختار    18
1-8-2- تاريخچه حرارتی    26
1-8-3- تنش وتغيير شکل پلاستيک     29
1-8-4- اثر محيط    30
2- روشها و پارامترهای جوشکاری به منظور اجتناب از خوردگی بين دانه ای    37
2-1- دامنه کاربرد روشهای جوشکاری پيشنهادی    37
2-2- اثر فرآيند جوشکاری وشرايط جوشکاری در وقوع حساسيت    38
2-3- رابطه بين انرژی جوش حساس کننده وحساسيت به خوردگی بين دانه ای    42
3-جنبه های متالورژيکی Knife Line Attack  در فولادهای زنگ نزن تثبيت شده    45
3-1- خوردگی KLA در فولادهای زنگ نزن تثبيت شده    45
3-2- خصوصيات KLA    46
3-3- آناليز دلايل KLA    49
3-4- KLA در اتصالات جوشکاری شده در فولادهای زنگ نزن    59
4- خوردگی توام با تنش    62

عنوان    صفحه
4-1- شکل ترکها    64
4-2- طبقه بندی مکانيزمها    65
4-2-1- مکانيزمهای متالورژيکی    66
4-2-2- مکانيزمهای حل شدن    66
4-2-3- مکانيزمهای هيدروژن    67
4-2-4- مکانيزمهای مکانيکی    68
4-3- روشهای جلوگيری    68
5- نتيجه گيری    71
6- مراجع     73
    
    

فولادهاي زنگ‌نزن اوستنيتي به علت دارا بودن خواص مكانيكي مناسب و مقاومت عالي به خوردگي، كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف دارند. اگر چه حالت كارشده (Wrought) اين فولادها، مقاوم به خوردگي است، اما حالت جوشكاري شده آن ممكن است مقاوم به خوردگي نباشد. سيكل حرارتي ناشي از جوشكاري و يا عمليات حرارتي تنش‌زدايي كه بر فولاد اعمال مي‌شود، ممكن است باعث رسوب فاز كاربيد كروم در مرز دانه‌هاي فولاد، در منطقه متأثر از جوش بشود. نتيجه اين فرايند، كاهش غلظت عنصر كروم در مناطق چسبيده به رسوبها است كه ممكن است اين اختلاف غلظت در تركيب شيميايي، باعث از دست رفتن مقاومت فولاد به خوردگي بشود و فولاد به نوعي خوردگي به نام "خوردگي بين دانه‌اي" حساس بشود. اگر فولاد تحت اين شرايط، در محيط سرويس قرار بگيرد، مناطق حساس شده، خورده مي‌شوند و در نهايت، قطعه دچار شكست ناشي از خوردگي خواهد شد.
1-1-    تعريف خوردگي

به تغييراتي كه در نتيجة واكنش‌هاي شيميايي يا الكتروشيميايي مواد با محيط اطراف آنها ايجاد شده و باعث تخريب تدريجي قطعات مي‌شود، خوردگي گفته مي‌شود. خوردگي، يك واكنش نامطلوب است كه سبب جدا شدن تدريجي اتمها از سطح قطعات و تخريب آنها مي‌شود كه در نهايت باعث شكست قطعه شده و خساراتي را بوجود مي‌آورد ]1[.
سرعت فعل و انفعالات خوردگي به عواملي مانند درجه حرارت و غلظت محيط اثركننده بستگي دارد. البته عوامل ديگري نيز مانند تنش مكانيكي (Stress) و فرسايش (Erosion) مي‌تواند به خوردگي كمك كند
1-2-    خوردگي يكنواخت و خوردگي موضعي

عنوان خوردگي موضعي، در مقايسه با خوردگي يكنواخت به كار مي‌رود. خوردگي يكنواخت هنگامي اتفاق مي‌افتد كه شار يونهاي فلزي از سطح و شار يون‌هاي كاتدي (روابط 1 و 2 در صفحه قبل) به سطح، در ابعاد اتمي، يكنواخت باشد. از  نقطه نظر عملي، خوردگي يكنواخت هنگامي اتفاق مي‌افتد كه سايتهاي (sites) موضعي كاتدي و آندي، به اندازه كافي كوچك باشند و بطور يكنواخت توزيع شده باشند تا به شكست به واسطه موضعي شدن واكنش آندي منجر نشوند. در واقع، هر ناهمواري فيزيكي در سطح فلز، به تشكيل يك آند موضعي تمايل دارد
1-3-    خوردگي بين دانه اي فولادهاي زنگ نزن اوستنيتي در اثر جوشكاري

فولادهاي زنگ‌نزن اوستنيتي كه حاوي تقريباً 18 درصد كروم و 10 درصد نيكل هستند، به خاطر مقاومت عالي به خوردگي كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف نظير صنايع شيميايي، نفت، توليد برق و محيط‌هاي خورنده ديگر دارند و نيز در كارخانجاتي كه محصول توليدي با خلوص بسيار بالا احتياج است و آلودگي‌هاي ناشي از خوردگي قابل چشم پوشي نيست، استفاده مي‌شوند]5[.
مقاومت به خوردگي اين فولادها به خاطر خاصيت غير فعال (Passive) بودن سطح آنها است. به اين معني كه هنگاميكه فولاد زنگ نزن اوستنيتي حتي در يك محيط اكسيد كننده ضعيف هم قرار بگيرد، يك فيلم نازك سخت و چسبنده از اكسيد كروم، روي سطح آن تشكيل مي‌شود