توضیحات

بررسی دو نوع خوردگی ، خوردگی بین دانه ای و خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی

فهرست مطالب

چکیده

این تحفیق در دو بخش ، بخش اول به بررسی خوردگی بین دانه ای و دیگری به خوردگی توام با تنش در فولادهای زنگ نزن پرداخته شده است .اینکه پدیده حساس شدن چیست  و چه عواملی سبب حساس شدن فولاد می شوند مورد بررسی قرار گرفته است . همچنین به برخی از راههای عمومی پیشگیری از مستعد شدن فولادها برای خوردگی بین دانه ای اشاره شده است. در مورد خوردگی تنشی هم فاکتورهای اثر گذار در این پدیده آورده شده است . در پایان هربخش تحقیقات انجام گرفته در آن زمینه مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آنها جمع بندی شده است.

۱- مقدمه

فولادهای زنگ‌نزن اوستنیتی به علت دارا بودن خواص مکانیکی مناسب و مقاومت عالی به خوردگی، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند. اگر چه حالت کارشده (Wrought) این فولادها، مقاوم به خوردگی است، اما حالت جوشکاری شده آن ممکن است مقاوم به خوردگی نباشد. سیکل حرارتی ناشی از جوشکاری و یا عملیات حرارتی تنش‌زدایی که بر فولاد اعمال می‌شود، ممکن است باعث رسوب فاز کاربید کروم در مرز دانه‌های فولاد، در منطقه متأثر از جوش بشود. نتیجه این فرایند، کاهش غلظت عنصر کروم در مناطق چسبیده به رسوبها است که ممکن است این اختلاف غلظت در ترکیب شیمیایی، باعث از دست رفتن مقاومت فولاد به خوردگی بشود و فولاد به نوعی خوردگی به نام “خوردگی بین دانه‌ای” حساس بشود. اگر فولاد تحت این شرایط، در محیط سرویس قرار بگیرد، مناطق حساس شده، خورده می‌شوند و در نهایت، قطعه دچار شکست ناشی از خوردگی خواهد شد.
طبق آمارهای موجود، سهم عمده‌ای از شکست قطعات در صنایع، شکست ناشی از خوردگی می‌باشد که قسمتی از آن نیز به خوردگی بین دانه‌ای مربوط می‌شود. در نتیجه، با توجه به اهمیت موضوع، هنگام انتخاب فولاد، باید از مقاومت به خوردگی بین دانه‌ای فولاد مورد نظر، بعد از اتمام پروسه‌های ساخت، اطمینان حاصل نمود.
خوردگی بین دانه‌ای، اولین بار حدود ۷۵ سال پیش شناخته شد. از آن موقع به بعد، تحقیقات فراوانی به منظور شناخت بهتر این پدیده و روشهای جلوگیری از آن صورت گرفت. در طول این مدت، در عملیات تولید فولاد و روشهای جوشکاری آن، تغییرات قابل ملاحظه‌ای اتفاق افتاده است. با این همه، کماکان این سئوال مطرح است که هم اکنون نیز در استفاده از این فولادها، با پدیده خوردگی بین دانه‌ای روبرو می‌شویم یا خیر؟
نتیجه تحقیقات فراوان انجام شده در سالیان گذشته و یافته‌های محققان در زمینه مقابله با این پدیده در این گزارش آورده شده است. شرایط ترکیب شیمیایی، روشهای جوشکاری، عملیات حرارتی و شرایط محیطی که تحت آن خوردگی بین دانه‌ای می‌تواند اتفاق بیفتد، مشخص شده و روشهای جوشکاری برای حداقل کردن این پدیده، معرفی شده است.
قسمتی از این گزارش به پدیده Knife Line Attack و مکانیزم تشکیل و روش‌های جلوگیری از آن اختصاص دارد. Knife Line Attack  نیز نوعی خوردگی موضعی است که مکانیزم آن با مکانیزم خوردگی بین دانه‌ای تفاوت دارد و در فولادهای تثبیت شده اتفاق می‌‌افتد، ولی به علت شباهت به خوردگی بین دانه‌ای، در بعضی مراجع، نوعی از خوردگی بین دانه‌ای در نظر گرفته می‌شود.

۵- نتیجه گیری

از نتایج بالا، این مطلب روشن است که در مورد مسأله KLA جوشکاری می‌تواند یک بستگی (Correlation) با ماده جوشکاری نشده (Bulk) داشته باشد. روش جوشکاری، اثر قطعی روی عرض ناحیه‌ای که مورد حمله قرار می‌گیرد نیز دارد. در ارتباط با اثر حساس کنندگی ناحیه Superheat شده، KLA‌ در طول رسوب پاس اول، بسیار بیشتر اتفاق می‌افتد. بنابراین، به منظور جلوگیری از KLA پیشنهاد می‌شود که طرفی از قطعه که در معرض محیط خورنده است، در آخر، ‌جوشکاری شود. همچنین، خوردگی می‌تواند با افزایش سرعت سرد کردن در طول فرایند جوشکاری، جلوگیری شود به شرط اینکه به قطعه، ‌تنش‌های زیان آور القا نشود.
مسأله KLA‌ با استفاده از فولادهای زنگ‌نزن کم کربن، کاهش می‌یابد. اهمیت دیگر این فولادها کاهش حساسیت به خوردگی بین دانه‌ای حتی در اتصالات ضخیم می‌باشد. با استفاده از آنها حتی KLA در فولادهای تثبیت شده نیز کاهش می‌یابد.
اگرچه، KLA‌ به علت احتمال تشکیل فازهای دیگر هنوز به عنوان یک نگرانی مطرح است، حذف کامل این فازها احتیاج به کاهش درصد کربن تا زیر ۰۲/۰ درصد دارد. پس می‌توان نتیجه گرفت که فولادهای کم کربن به طور کامل مسأله را حل نمی‌کند و فقط مقدار آن را کاهش می‌دهند.
پدیده KLA‌، به یک ناحیه بسیار نازک چسبیده به فلز جوش محدود می‌شود. KLA  اصولا” در جوشهای چند پاسه و همچنین در اتصالاتی که در معرض عملیات حرارتی تنش‌گیری قرار می‌گیرند، اتفاق می‌افتد. حمله KLA، به رسوب فازهای ثانویه مربوط می‌شود. ردیابی حمله KLA به علت انجام فرایندهایی که خود آنها شناخته نشده‌اند، مانند رسوب فازهای ثانویه، تشکیل فاز سیگما و تشکیل تعدادی فازهای کاربیدی واسطه، مشکل می‌باشد. مکان وقوع KLA، در مرزدانه‌ها می‌باشد. فازی که مورد حمله قرار می‌گیرد، فاز تهی شده از کروم و یا فازهای ثانویه فعال (شامل کاربید تیتانیوم یا کاربیدهای فعال دیگر) می‌باشد. معیار مهم برای واکنش آرایش هندسی رسوب‌ها است.احتمال می‌تواند با آرایش رسوب‌ها بطوری که پیوسته نباشند کاهش می‌یابد