69-77، صفحه 95بهار و تابستان ، 1، شماره دومعلوم و فناوري جوشکاري ایران، سال

با آلومینیوم بالا در δ-TRIP و سختی فولاد زساختاریر براثر حرارت ورودي جوشکاري لیزر فیبري

3، سجاد غلامی 2، یحیی پالیزدار 1، فرشید مالک قائینی 1*یاسر نجفی

، تهران، ایراندانشگاه تربیت مدرس، نشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مواددا -1 ، تهران، ایرانپژوهشگاه مواد و انرژي پژوهشکده نانو و مواد پیشرفته ، -2 ، شیراز، ایران دانشگاه شیراز، بخش مهندسی مواد ، دانشکده مهندسی -3

)26/03/1395 :دریافت نسخۀ نهایی؛ 22/12/1394 :دریافت مقاله(

چکیدهزمان به مقدار مورد قبولی را هم اند که هر دو مؤلفه استحکام و چقرمگی شدهTRIPتحقیقات اخیر معطوف به توسعه فولادهایی موسوم به فولادهاي

اطر تحقیق حاضر به به همین خ.شود با مقدار فلز جوش کمتر و استحکام مناسب احساس می با توسعه این فولادها ، نیاز به جوشکاري.دارا است TRIPسختی جوش حاصـله در نـوع خاصـی از فـولاد زساختارویبررسی اثر حرارت ورودي در جوشکاري لیزر فیبر بر روي ابعاد فلز جوش، ر

در سـه حـرارت ورودي مختلـف bead on plateجوشـکاري .پرداخته است% 4و مقدار آلومینیوم % 0.4با مقدار کربن δ-TRIPموسوم به فولاد بـا افـزایش دهد کـه نتایج نشان می. و سختی حاصل مورد بررسی قرار گرفت زساختاریر و اثر آن روي شده امانج ژول بر میلی متر 80و 28،60

آن مقدار سختی ي جهیشود که درنت می یافته و این عامل باعث پایداري مقدار بیشتري از فاز نرم فریت دلتا حرارت ورودي، نرخ سرد شدن کاهش .یابد جوش کاهش یافته و بنابراین اختلاف سختی بین فلز پایه و فلز جوش تعدیل میفلز

یسخت کروی، عملیات حرارتی،جوشکاري لیزر فیبري، حرارت ورودي، آلومینیوم بالا، مδ-TRIPفولاد :کلیدي کلمات

The effect of heat input on the microstructure and hardness of continuous fiber laser welded high Al-content δ-TRIP steel

Y. Najafi1, F. MalekGhaini1, Y. Palizdar2, S. Gholami3

1-Department of Materials Engineering, TarbiatModares University, Tehran, Iran 2-Department of Nanotechnology and Advanced Materials, Materials and Energy Research Center, Tehran, Iran

3-Department of Materials Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran

(Received 12 March 2016 ; Accepted 15 June 2016)

yasernajafi311@yahoo.com نویسنده مسئول، پست الکترونیکی *

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

۷۰ 69-77، صفحه1395و تابستان ، بهار 1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی

Abstract Recent research suggests that extraordinary combinations of strength and ductility can be achieved in the so-called TRIP steels. With the development of these steels, welding with small weld nugget size and acceptable strength are needed. For these reasons present study was carried out to investigate the effect of heat input onweld size, microstructure and the hardness of the welded metal of 0.4%C- 4%Al δ-TRIP steel after continues fiber-laser welding process. To achieve this goal a bead on plate welding with three different values of heat input 28, 60 and 80 J/mm were used.The results of welding process revealed that by increasing the heat input, cooling rate decreased and the volume percent of the δ-ferrite in weld metal increased due to the availability of sufficient time for partitioning of Al in high heat input which leads to the stable δ-ferrite and as a result the difference between the hardness of the weld metal in comparison to the base metal decreased. Keywords: δ-TRIP steel, Heat treatment, Fiber laser welding, Heat input, High Aluminum, Micro hardness.

مقدمه -1

موادي است کـه داراي ترکیـب اسـتحکام و یکی از TRIPفولادعالی در مقایسه ) UE(سفتی بالا به همراه ازدیاد طول یکنواخت

همراه .است DPنظیر AHSو دیگر فولادهاي HSLAبا فولادهايهمچنـین داراي قابلیـت جـذب TRIPها فولادهـاي این ویژگی

ــتحاله ــل اس ــه دلی ــادفات، ب ــین تص ــتر در ح ــرژي بیش ــه ان ي بآستنیت بـه مارتنزیـت در حـین تغییـر شـکل شده رانداختهیتأخ

، ) α(شـامل فریـت TRIPمتداول از فولادهاي زساختاریر.استدر % ) 10-5معمـولاً (،) Rγ(و آسـتنیت باقیمانـده ) βα(بینیت

].1[شوند زمینه توزیع میــدازه ، شــکل ، ترکیــب شــیمیایی و کســر حجمــی فازهــاي ان

باقیمانـده بــراي سـاختار بخصــوص آسـتنیت ي دهنـده لیتشـک بسـیار حـائز TRIPخـواص مکـانیکی فولادهـاي یده ـ سازمان

حاوي مقادیر TRIPنوع دیگري از فولادهاي]. 2[اهمیت هستند هسـتند کـه از مرحلـه اولیـه بسیار مهمی از فاز فریـت دلتـایی

صورت فـاز پایـدار در تمـام دماهـا در حالـت جامـد انجماد به ]. 5-3[است مانده یباق

کـه فـاز غالـب ] 6[مرسوم اسـت TRIPف فولادهاياین برخلا دمـایی ي در محـدوده توانـد یفریت آلوتریمورفیک اسـت و م ـ

].8, 7[آستنیتی درآید کاملاً صورت به يا گستردهشود که در حین سرد شدن آلیاژ پـس از این حالت ، موجب می

مانند جوش مقاومتی که نرخ سـرد شـدن در روشی جوشکاريکـاملاً صـورت د ، ناحیـه متـأثر از حـرارت بـه بسیار بالایی دار

ــد ــارتنزیتی درآیـ ــه در ].9[مـ ــت کـ ــل اسـ ــین دلیـ ــه همـ بـ wt%0.15مرســوم درصــد کــربن در محــدوده TRIPفولادهــاي

این است که اگـر δ-TRIPيفولادها ایده اصلی.شود انتخاب میــا در تمــام دماهــا در حالــت جامــد حضــور داشــته فریــت دلت

ــاختارهاي ت ــاد ریزس ــد، ایج ــارتنزیتی را غباش ــام م ــم رممکنی . کند یم

توسـعه خـود قـرار دارد، فرآینـد ي هیاگرچه آلیاژ در مراحل اول و جوشـــکاري مقـــاومتی] 10[ایجـــاد و خـــواص مکـــانیکی

روي آن مورد بررسی قرار گرفته،اما اتصـال آن بـه ] 11[يا نقطه .دیگر نیازمند بررسی بیشتر است يها روش

ل در صـنایع خودروسـازي روش اتصـا نیتـر یاصل جوشکاري ،يریپـذ جوش روي]22-11, 2[بنابراین تحقیقات زیادي است؛

ها براي کـاربرد در خودروهـاي AHSSو عملکرد زساختاریر ـو اخ CO2،Nd:YAG.اسـت امروز و آینده انجام شده لیـزر راًیمتصل شـده بـا لیـزر کـه بـه اشـکال يها فیبر براي تولید ورق

ي مختلـف سـازه يهـا در قسـمت مورد نیاز يبعد سه لفمخت ].23[شوند یاستفاده م شوند یخودرو شکل داده ملیزر،جوشکاري لیزر فیبـري جوشکاري يها در میان تمام روش

)FLW (خواص کششی و خستگی بهتـري بـراي اتصـال راًیاخــولاد ــذاب، DP980ف ــچه م ــدازه حوض ــاهش ان ــل ک ــه دلی ب

لیزر فیبري فوایدعلاوه جوشکاري به] .25, 24[نشان داده است هاي کمتر نگهداري، هزینه دیگري همچون اندازه کوچک اشعه،

بـــازدهی بـــالا، دقـــت و اعتبـــار بـــالا و نیـــز فضـــاي کـــم

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

69-77، صفحه1395بهار و تابستان ،1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی 71

اگرچـه از ].23[آن دارد ي فشـرده مورد نیـاز بـه دلیـل طراحـی و CO2لیـزر يهـا بـا روش TRIPها قبل انواع فولادهـاي مدت

Nd:YAG انـد، ار گرفتـه جوشکاري شـده و مـورد مطالعـه قـربـا لیـزر فیبـر δ-TRIPپیرامون جوشکاري فولادهـاي يا مطالعه

تحقیق حاضر به بررسی اثـر تغییرحـرارت در.انجام نشده استدر جوشکاري و سختی جوش حاصل زساختاریر روي ورودي

.پرداخت خواهیمδ-TRIPلیزر فیبر فولاد تحقیق روش -2

آورده شـده 1ول شیمیایی فـولاد بـه کـار رفتـه در جـد ترکیبنورد گـرم شـده بـه δ-TRIPدر این تحقیق از ورق فولاد .است

بـه این ورق از فـولادي . متر استفاده شده است میلی 3ضخامت در متر یلیم 60×70×240دست آمده که شمش آن ابتدا در ابعاد

و فسـفر، سیمشده و به منظور کاهش سیلی يگر ختهیکوره خلأر ESRتحت عملیـات يساز خالص نیچن و هم ها یکاهش آلودگ

بـراي C ˚ 1200دقیقه تـا دمـاي 10شمش به مدت . قرار گرفت متـر یلیم 10انجام نورد به منظور دستیابی به تختال با ضخامت

سپس تختال بـراي . حرارت دهی شده و سپس در هوا سرد شدگرم شده و سپس نـورد گـرم C ˚ 1200 دقیقه تا دماي 8مدت

بـراي .برسـد متـر یل ـیم 3تا بـه ضـخامت ها انجام شد آن رويدر مانـده یدستیابی به ساختار بینیتی و نیـز ایجـاد آسـتنیت بـاق

روي ایـن فـولاد انجـام TRIPساختار ،عملیات حرارتی مرسوم سیکل عملیات حرارتی اعمالی بدین صورت بود که ابتـدا . شدــاي در ــدت C ˚850دم ــه م ــه 180ب ــه ثانی ــین ي مرحل ــل ب آنی

دیگري کـه ي را سپري کرده و پس از آن در کوره )IA(بحرانیو BaCl2 30%و NaCl 60%حـاوي حمـام نمـک بـا ترکیـب

Ba(CO3)2 10% بـود ، در دمـاي C˚400 ثانیـه 120بـه مـدت ـرا تجربه کرده و درنها) IBT(بینیتی يدما مرحله استحاله هم تیفـولاد در حالـت قبـل و پـس از زساختاریر.در هوا سرد شدند

ورق فولادي از .قابل مشاهده است 1ت حرارتی در شکل عملیا Bead on plateتوســط لیــزر فیبــر بــه صــورت TRIPجــنس

آمده 2ها در جدول پارامترهاي متغیر و مقدار آن.جوشکاري شد .است

يساز آماده 2500تا سنباده ،يریگ پس از برشکاریوقالب ها نمونه 1/0دانـه با انـدازه Al2O3و سپس توسط محلول حاوي ذرات

ها با اسـتفاده از محلـول پس از آن نمونه. میکرون پولیش شدندثانیه و پس از آن برایوضوح 10الی 4به مدت %2حکاکی نایتال

ثانیه با محلول 10-15مدت بهتر فازها، مناسب بهتر و شناساییLe’pera فلـز زسـاختار یر براي بررسی. حکاکی گردیدند]26[م

OLYMPUSروسـکوپ نـوري مـدل جوش و فلز پایه از میک

BX51M همچنین. برابر استفاده شد 1000با حداکثر بزرگنمایی ها براي دستیابی به تصاویري با بزرگنمایی بالاتر و انجـام نمونه

ــدل )EDS(عنصــري آنالیزهــاي ــا میکروســکوپ الکترونــی م ،بZEISS بـراي تعیـین مقـدار .مورد بررسـی بیشـتر قـرار گرفتنـد

ها تحت آزمون پراش اشـعه ایکـس نمونه]27[مانده یآستنیت باقــد ــرار گرفتنــ ــوع .قــ ــتفاده از نــ ــورد اســ ــتگاه مــ دســ

Philips X'Pert MPDکبالت با بوده که داراي لامپ پرتو ایکسو 40kVدهنـده شـتاب تـاژ و ول 1.78901Aطـول مـوج تکفـام

) 2θ(درجـه 100تـا 10ها در زاویه پراش.است 40mAجریان آزمایش سختی سنجی از روش میکرو براي انجام. گرفته شدند

MICROMET®1 BUEHLER LTDدسـتگاه لهیوس ـ ویکرزبـه ثـانیهبر 15گرم و زمـان 500ساخت کشور آمریکا با اعمال بار

بـراي ].28[شـد اسـتفاده ASTM E 384-99اسـاس اسـتاندارد روییکدیگر ،سختی سنجی با فاصـله ها یرسختیجلوگیري از تأث

.ي انجام شدمیکرون از اثر کنار 300 و بحث نتایج -3 عملیات حرارتی اثر -3-1

مربوط به نمونه را قبل و پس از عملیـات XRDالگوي 3 شکلدر محاسبه درصد آستنیت باقیمانده پبک . دهد حرارتی نشان می

کـه در عـدد بـه دسـت کنند یهاي مختلفی را وارد محاسبات مبه ایـن براي محاس ـ].29[آورد یآمده تفاوت چندانی به وجود نم

ـپ شدت نیانگیمقدار،از م بـراي ) 211(و )200(، )110(يهـا کیــت و پ ــفری ــا کی ــتنیت از ) 220(و ) 200(،) 111(يه ــراي آس ب

:استفاده شد]30)[1(معادله

(1)

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

۷۲ 69-77، صفحه1395، بهار و تابستان 1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی

ــه در آن ــدت Iγک ــانگین ش ــا می ــتنیت يه ــاز آس ــه ف ــوط ب مربفـاز دلتـا فریـت حاصـل از آنـالیز پرتـو يها میانگین شدتIδو

ــ ــتایک ــتفاده از داده .س اس ــا اس ــا ب ــه يه ــده از ب ــت آم دسو انجام محاسبات لازم ،این نتیجه به دست آمد که بـا 3جدول

% 96/0از مقدار مانده یانجام عملیات حرارتی درصد آستنیت باقــدار ــه مقـ ــات بـ ــل از عملیـ ــت قبـ ــزایش % 1/8در حالـ افـ

آزمـایش پرتـو ایکـس را بـه ]29[عمادالدین و همکـاران .داشت، با آند مـس TRIPر تعیین درصد آستنیت باقیمانده فولاد منظو

نیز تکرار کرده و به این نتیجه رسیدند که با تغییر آند از کبالـت مقداري کاهش Vγبه دست آمده براي عدادبه مس ممکن است ا

خاطرفلورسـانس بـالاي تـابش مـس در تواندبه ییابند که این مآن کـاهش عـدد بـه باشد که نتیجـه XRDمقایسه با کبالت در

.دست آمده از تیوب مس است، ،در نمونه قبل و بعد از عملیـات Xcکربن در آستنیت ، غلظت

ــه ــتفاده از معادلـ ــا اسـ ــی بـ ــاي]31)[2(حرارتـ XRDو الگوهـ

:به دست آورده شدند )3شکل ((2)

به ترتیب غلظت عناصر آلیاژي کربن، XAlو XC ،XMnکه در آن از طریــق آنــالیز (ود در آســتنیت منگنــز و آلومینیــوم موجـ ـ

پـارامتر شـبکه آسـتنیت در aγو ) به دست آمدند EDSشیمیایی محاسـبه شـده ) 4(و) 3(واحد نانومتر است با استفاده از معادله

]:32[است

(3)

(4)

λ ،طول موج اشعه ایکسθ ، زاویه پراشdhkl فاصله صـفحاتبراي نمونه قبل از عملیات .باشد یم پارامتر شبکه lو h ,kاتمی و

و براي همان نمونه بعد از عملیات حرارتی 4/1برابر XCحرارتیموجـود در آسـتنیت افـزایش کـربن .به دسـت آمـد 72/1برابر

انجمـاد شـده و در بعديباقیمانده باعث پایداري آن در مراحل هنگام اعمال نیرو به مارتنزیـت تبـدیل شـده و موجـب بهبـود

در مورد پایداري انواع آسـتنیت .شود می يریپذ و شکل استحکامباقیمانده، اثر اندازه و درصد کرین بـر پایـداري بخصـوص در

. هنگام کشش،در کارهاي آینده بحث خواهد شدنقطـه برابـر 6از میانگین نورد شدهنمونه پایه در حالت سختی

ی ویکرز به دست آمد که این مقدار با انجام عملیات حرارت326دلیـل تواندبـه یم این کاهش سختی.ویکرز کاهش یافت 267به

افزایش درصد فاز آستنیت باقیمانده به سبب افزایش مقدار کربن پایداري بیشتر آن در حین عملیات حرارتـی، جهیموجود و درنت

و همچنـین کـاهش ) فریت بینیتی(ایجاد بینیت عاري از کاربید .مقدار مارتنزیت احتمالی باشد

جوشکاري -3-2 محاسبه ) 5(از رابطه يحرارت ورود وستهیپ زریل يجوشکار در

)درصد وزنی(TRIPي فولادترکيب شيمياي- ۱جدول

پارامترهاي متغير در جوشکاري ليزر فيبر- ۲جدول

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

69-77، صفحه1395بهار و تابستان ،1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی 73

:شود یم(5)

:رابطه نیکه در اQ :يحرارت ورود )J/mm( P : توان)J/s ای W( .است) mm/s( يسرعت جوشکار: V و

هاي هاي حاصل را در حرارت سطح مقاطع خط جوش 2شکلــه در ــف ک ــدورودي مختل ــان 2ول ج ــده، نش ــات آن آم جزئی

ها ي سمت چپ آن نیز در گوشه SEMهمچنین تصاویر .دهد میبـا افـزایش حـرارت ورودي انـدازه منطقـه .قابل مشاهده اسـت

.یابد افزایش می) FZ(جوش اثر حرارت ورودي روي عرض و عمق حوضچه مذاب نیـز در

ــودار ــت نم ــه اس ــرار گرفت ــی ق ــورد بررس ــان. م ــه هم ــور ک طست با افزایش حرارت ورودي عمـق و عـرض منطقـه واضح ا

ورودي کمترین عمق کمترین حرارت.جوش افزایش یافته استــرارت ورودي ــترین حـــــــ ــرض و بیشـــــــ و عـــــــ

بیشترین عمق و عرض را بدون عیب یا حفره و یـا تبخیـر فلـز

از یکـی زسـاختار یر. جوش با کیفیت خوب ایجاد کرده اسـت بـا بزرگنمـایی بـالاتر قابـل مشـاهده (a)ه 4کل ش ـها در جوش

.استدرصد آلومینیوم بالا در این فولاد ، باقی ماندن فاز فریت دلتـا را

کند؛ زیرا آلومینیوم عنصر پایدارکننـده تا دماي محیط تضمین میباعث وسیع شدن منطقه %wt 1 فاز فریت بوده و مقادیر بالاي

و پایـداري آن تـا دمـاي Fe-Alفریت دلتا در دیـاگرام دوتـایی ). (b) ه4شکل ( شود محیط می

افزار با استفاده از نرم]11[و همکاران G.S.Jungبینی که در پیشبراي فولادي با ترکیب شیمیایی مشابه این فولاد انجام دادنـد،در جوش مقاومتی فولاد ، فاز فریت دلتا در دماي محیط در منطقـه

آن در عمل با توجه به نرخ سرد اما مشاهده جوش موجود نبود؛و لیـزر ومتیهـاي بـالا در هـر دو روش جوشـکاري مقـا شدن

.آور نیست تعجبدرصد حجمی فاز فریت دلتاي موجود در فلز جوش با اسـتفاده

ــرم ــدازه از ن ــأث افزاران ــده و ت ــري ش ــرارت ورودي روي ریگی ح

پس از عملیات حرارتی) b(پس از نورد گرم و ) a(ولاد ف ساختاریزر- 1شکل

c) 80 J/mm a) 27.9 b)60 ها با حرارت ورودي سطح مقطع خط جوش-۲شکل

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

۷۴ 69-77، صفحه1395، بهار و تابستان 1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی

خـط جـوش حاصـل از .نشان داده شـده اسـت 4جدول آن در کمینه داراي کمتـرین مقـدار درصـد فریـت در حرارت ورودي

کاهش مقدار فریـت دلتـاي نـرم باعـث .با سایرین است همقایسعـرض و عمـق حوضـچه .شـود کاهش میزان سختی جوش می

هــا را در یــک طــرف جــوش پروفایــل ســختی مــذاب نمــودارمودار همانطور که از ن.دهد نشان می) Center Line(خط مرکزي

ــز مشـــــــخص اســـــــت بـــــــا کـــــــاهش نیـــــ

حرارت ورودي و در نتیجه آن، افزایش نرخ سرد شدن سـختی

دلیـل بـه توانـد ییابد که این م جوش به دست آمده افزایش میمقـدار فـاز یکاهش مقدار فـاز فریـت و نیـز افـزایش احتمـال

. باشـد مارتنزیت در فلز جوش بواسـطه نـرخ سـرد شـدن بـالا تیفر يفازها يدوگانه رو ریتاث جادینرخ سرد شدن با ا شیافزا

از . شـود یم ـ هـا مونهن یسخت شیموجب افزا تیدلتا و مارتنز بـالا يبه زمان مناسب در دمـا ازیدلتا ن تیفر لیکه تشک ییآنجا

)HT40(و پس از عملیات حرارتی ) HR40(الگوي پرتو ایکس فولاد قبل - 3شکل

Fe-Alدیاگرام تعادلی دوتایی) b(و 3از دندریتی فریت دلتا در منطقه جوش شماره ف) a(- 4شکل

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

69-77، صفحه1395بهار و تابستان ،1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی 75

کاهش نرخ سرد شدن موجب شیدارد، افزا ومینینفوذ آلوم يبرا شیدلتا و از آنجا افـزا تیکاهش مقدار فر جهیزمان و در نت نیا

.شود یدر ساختار فلز جوش م تیمارتنزسختی بین منطقه جوش و فلز پایه بـا افـزایش مقـدار اختلاف

سختی در فلز جوش در خط .یابد کاهش می جیتدر فریت دلتا بهبـا برابر فلز پایـه اسـت کـه ایـن مقـدار 1/2؛ 2جوش شماره

برابر کاهش 7/1به مقدار 80J/mmافزایش حرارت ورودي به

منجر به بهبود خـواص مکـانیکی دیگـر تواند ییابد که این م می .شود

گیري نتیجه -4

و سـختی و نیـز اثـر زسـاختار یرویر TRIPعملیات حرارتی اثرو سـختی ختارزسـا یر تغییر پارامترهاي جوش لیـزر فیبـر روي

:بررسی شد و نتایج زیر به دست آمد δ-TRIPفولاد

ها جوش پروفایل سختی-2نمودار اثر افزایش حرارت ورودي روي عرض و عمق حوضچه مذاب-1نمودار

اثر حرارت ورودي روي درصد فاز فریت دلتا و اختلاف سختی فلز پایه و فلز جوش-4جدول

جزئیات آزمایش پرتو ایکس براي نمونه قبل و بعد از عملیات حرارتی-3جدول

شماره جوش

درصد شدت نسبی

کسر حجمی حرارت ورودي فریت دلتا

نسبت سختی فلز جوش به فلز پایه

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

۷۶ 69-77، صفحه1395، بهار و تابستان 1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی

، سـختی فـولاد TRIPدر اثر عملیات حرارتـی مخصـوص -کاهش یافته و درصد آستنیت باقیمانده و همچنین مقـدار کـربن

یابد که این امـر باعـث پایـداري ایـن موجود در آن افزایش میاد ـي بعـدي و ایج ـ وارده در اثر نیروهاي تواند یده ومــــش فاز را رمگـی سختی در حین تبدیل به مارتنزیت استحکام و چق کار

مربوط به بررسی خواص مکانیکی در يها شیآزما.بهبود بخشد .کارهاي آینده ارائه خواهد شد

با افزایش حرارت ورودي عمق و عرض منطقه جوش و نیز -یابد و سـختی حاصـل کـاهش مقدار فاز فریت دلتا افزایش می

.یابد یماختلاف سختی بین منطقه جوش و فلز پایه با افزایش مقدار -

سختی در فلز جوش در خط .یابد کاهش می جیتدر فریت دلتا بهبرابر فلز پایـه اسـت کـه ایـن مقـدار بـا 1/2؛ 2جوش شماره

برابر کـاهش 7/1به مقدار 80J/mmافزایش حرارت ورودي به مکـانیکی دیگـر واصهبود خ ـمنجر به ب تواند ییابد که این م می

.شودعلیرغم دارا بودن کربن معادل بسیار بیشتر از δ-TRIPفولاد -

-فریـت يبـه دلیـل سـاختار دوفـاز ) 0.4(%حد معمول مجـاز خـوبی را بـا حضـور يریپذ مارتنزیت در منطقه جوش، جوش

.فریت دلتا از خود نشان داد

منابع1-Zackay, V.F., et al., The enhancement of ductility in high-strength steels. ASM Trans Quart, 1967. 60(2): p. 252-259. 2- Nayak, S., et al., Microstructure–hardness relationship in the fusion zone of TRIP steel welds. Materials Science and Engineering: A, 2012. 551: p. 73-81. 3- Suh, D.-W., et al., Influence of Al on the microstructural evolution and mechanical behavior of low-carbon, manganese transformation-induced-plasticity steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 2010. 41(2): p. 397-408. 4- Yi, H., K. Lee, and H. Bhadeshia, Stabilisation of ferrite in hot rolled δ-TRIP steel. Materials Science and Technology, 2011. 27(2): p. 525-529. 5- Chatterjee, S., M. Murugananth, and H. Bhadeshia, δ TRIP steel. Materials Science and Technology, 2007.23.(7)p. 819-827. 6- Matsumura, O., Y. Sakuma, and H. Takechi, Enhancement of elongation by retained austenite in

intercritical annealed 0.4 C-1.5 Si-0.8 Mn steel. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 1987. 27(7): p. 570-579. 7- De Cooman, B., Structure–properties relationship in TRIP steels containing carbide-free bainite. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2004. 8(3): p. 285-303. 8- Jacques, P., Transformation-induced plasticity for high strength formable steels. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2004. 8(3): p. 259-265. 9- Ahmed, E., et al., On formability of tailor laser welded blanks of DP/TRIP steel sheets. Science and Technology of Welding & Joining, 2010. 15(5): p. 337-342. 10- Yi, H., K. Lee, and H. Bhadeshia. Extraordinary ductility in Al-bearing δ-TRIP steel. in Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2011. The Royal Society. 11- Jung, G., et al., Spot weldability of TRIP assisted steels with high carbon and aluminium contents. Science and Technology of Welding and Joining, 2012. 17(2): p. 92-98. 12- Grajcar, A., et al., Effect of heat input on microstructure and hardness distribution of laser welded Si-Al TRIP-type steel. Advances in Materials Science and Engineering, 2014. 13- López Cortéz, V.H., et al., Effects of the heat input in the mechanical integrity of the welding joints welded by GMAW and LBW process in transformation induced plasticity steel (TRIP) used in the automotive industry. Soldagem & Inspeção, 2010. 15(3): p. 234-241. [14- Xia, M., et al., Fusion zone microstructure evolution of Al-alloyed TRIP steel in diode laser welding. Materials transactions, 2008. 49(4): p. 746-753. 15- Han, T.-K., B.-G. Park, and C.-Y. Kang, Hardening characteristics of CO2 laser welds in advanced high strength steel. Metals and Materials International, 2012. 18(3): p. 473-479. 16- Mohrbacher, H. Laser welding of modern automotive high strength steels. in Proceedings of the 5th international conference on HSLA steels. 2005. 17- Xia, M., et al., Metallurgical and mechanical properties of fusion zones of TRIP steels in laser welding. ISIJ international, 2008. 48(4): p. 483-488. 18- Amirthalingam, M., M. Hermans, and I. Richardson, Microstructural Development during Welding of Silicon-and Aluminum-Based Transformation-Induced Plasticity Steels—Inclusion and Elemental Partitioning Analysis. Metallurgical and Materials Transactions A, 2009. 40(4): p. 901-909. 19- Grajcar, A., et al., Microstructure characterization of laser-welded Nb-microalloyed silicon-aluminum TRIP steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2014. 23(9): p. 3400-3406. 20- Amirthalingam, M., et al., Quantitative analysis of microstructural constituents in welded transformation-induced-plasticity steels. Metallurgical and Materials

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021

69-77، صفحه1395بهار و تابستان ،1سال دوم، شماره ران،یا يجوشکار يعلوم و فناور هیو همکاران، نشر یاسر نجفی 77

Transactions A, 2010. 41(2): p. 431-439. 21- Kim, C.-H., et al., A study on the CO2 laser welding characteristics of high strength steel up to 1500 MPa for automotive application. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2010. 39(1): p. 79-86. 22- Parkes, D., et al., Tensile properties of fiber laser welded joints of high strength low alloy and dual-phase steels at warm and low temperatures. Materials & Design, 2014. 56: p. 193-199. 23- Quintino, L., et al., Welding with high power fiber lasers–a preliminary study. Materials & Design, 2007. 28(4): p. 1231-1237. 24- Xu, W., et al., Tensile and fatigue properties of fiber laser welded high strength low alloyand DP980 dual-phase steel joints. Materials & Design, 2013. 43: p. 373-383. 25- Farabi, N., D. Chen, and Y. Zhou, Tensile properties and work hardening behavior of laser-welded dual-phase steel joints. Journal of materials engineering and performance, 221 (2).012:p. 222-230. 26- Lepera, F.S., Improved etching technique for the determination of percent martensite in high-strength dual-phase steels.Metallography, 1979. 12(3):

p. 263-268. 27- Dyson, D.J. and B. Holmes, Effect of alloying additions on thelattice parameter of austenite. J Iron Steel Inst, 1970. 208(5): p. 469-474. 28- ASTM, E., 384. Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials. 2005, ASTM International West Conshohocken (PA). 29- Emadoddin, E., A. Akbarzadeh, and G. Daneshi, Effect of intercritical annealing on retained austenite characterization in textured TRIP-assisted steel sheet. Materials characterization, 2006. 57(4): p. 408-413. 30- M. De Meyer, D.V., K. De Blauwe, B.C.D. Cooman. in 41st MWSP Conference Proceedings. 1999. ISS. 31- Van Dijk, N., et al., Thermal stability of retained austenite in TRIP steels studied by synchrotron X-ray diffraction during cooling. Acta Materialia, 2005. 53(20): p. 5439-5447. 32- Xu, H.F., et al., Tempering Effects on the Stabilityof Retained Austenite and Mechanical Properties in a Medium Manganese Steel. ISIJ international, 2012. 52(5): p. 868-873. 33- Ghaini, F.M., et al., Weld metal microstructural characteristics in pulsed Nd: YAG laser welding. Scripta Materialia, 2007. 56(1)p. 955-958.

Dow

nloa

ded

from

jwst

i.iut

.ac.

ir at

22:

42 IR

DT

on

Thu

rsda

y M

ay 6

th 2

021