Composition chimique du tube enroulé en acier inoxydable 321 Propriétés mécaniques et comportement à la corrosion d'une soudure duplex en acier inoxydable avec une nouvelle électrode

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Composition chimique du tube de bobine en acier inoxydable 321

La composition chimique des tubes en spirale en acier inoxydable 321 est la suivante :
- Carbone : 0,08% maximum
- Manganèse : 2,00% maximum
- Nickel : 9,00% minimum

Propriétés mécaniques du tube de bobine en acier inoxydable 321

Selon le fabricant de tubes en spirale en acier inoxydable 321, les propriétés mécaniques des tubes en spirale en acier inoxydable 321 sont présentées ci-dessous : Résistance à la traction (psi) Limite d'élasticité (psi) Allongement (%)

Applications et utilisations du tube de bobine en acier inoxydable 321

Dans de nombreuses applications techniques, les propriétés mécaniques et anticorrosion des structures soudées en acier inoxydable duplex (DSS) sont les facteurs les plus importants.L'étude actuelle a examiné les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion des soudures duplex en acier inoxydable dans un environnement simulant 3,5 % de NaCl à l'aide d'une nouvelle électrode spécialement conçue sans ajout d'éléments d'alliage aux échantillons de flux.Deux types de flux différents avec un indice de base de 2,40 et 0,40 ont été utilisés respectivement sur les électrodes E1 et E2 pour le soudage des cartes DSS.La stabilité thermique des compositions de flux a été évaluée par analyse thermogravimétrique.La composition chimique ainsi que les propriétés mécaniques et de corrosion des joints soudés ont été évaluées par spectroscopie d'émission conformément aux différentes normes ASTM.La diffraction des rayons X est utilisée pour déterminer les phases présentes dans les soudures DSS, et le balayage électronique avec EDS est utilisé pour inspecter la microstructure des soudures.La résistance à la traction des joints soudés réalisés avec les électrodes E1 était comprise entre 715 et 732 MPa, celle avec les électrodes E2 entre 606 et 687 MPa.Le courant de soudage a été augmenté de 90 A à 110 A et la dureté a également été augmentée.Les joints soudés avec des électrodes E1 recouvertes de flux basiques ont de meilleures propriétés mécaniques.La structure en acier présente une résistance élevée à la corrosion dans un environnement NaCl à 3,5 %.Cela confirme l'opérabilité des joints soudés réalisés avec des électrodes nouvellement développées.Les résultats sont discutés en termes d'appauvrissement en éléments d'alliage tels que Cr et Mo observés dans les soudures avec électrodes enrobées E1 et E2, et de libération de Cr2N dans les soudures réalisées avec les électrodes E1 et E2.
Historiquement, la première mention officielle de l'acier inoxydable duplex (DSS) remonte à 1927, époque à laquelle il n'était utilisé que pour certaines pièces moulées et n'était pas utilisé dans la plupart des applications techniques en raison de sa forte teneur en carbone1.Mais par la suite, la teneur en carbone standard a été réduite à une valeur maximale de 0,03 %, et ces aciers ont été largement utilisés dans divers domaines2,3.Le DSS est une famille d'alliages contenant des quantités à peu près égales de ferrite et d'austénite.Des recherches ont montré que la phase ferritique du DSS offre une excellente protection contre la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) induite par les chlorures, qui constituait un problème important pour les aciers inoxydables austénitiques (ASS) au 20e siècle.En revanche, dans certaines industries mécaniques et autres4, la demande de stockage augmente à un rythme pouvant atteindre 20 % par an.Cet acier innovant à structure austénitique-ferritique biphasée peut être obtenu par une sélection de composition appropriée, un affinage physico-chimique et thermomécanique.Comparé à l'acier inoxydable monophasé, le DSS a une limite d'élasticité plus élevée et une capacité supérieure à résister aux SCC5, 6, 7, 8. La structure duplex confère à ces aciers une résistance, une ténacité et une résistance accrue à la corrosion inégalées dans des environnements agressifs contenant des acides, des chlorures d'acide, eau de mer et produits chimiques corrosifs9.En raison des fluctuations annuelles des prix des alliages de nickel (Ni) sur le marché général, la structure DSS, en particulier le type à faible teneur en nickel (lean DSS), a réalisé de nombreuses réalisations exceptionnelles par rapport au fer cubique à faces centrées (FCC)10, 11. Le principal Le problème des conceptions ASE réside dans le fait qu’elles sont soumises à diverses conditions difficiles.Par conséquent, divers départements et sociétés d'ingénierie tentent de promouvoir des aciers inoxydables alternatifs à faible teneur en nickel (Ni) qui fonctionnent aussi bien, voire mieux, que les ASS traditionnels avec une soudabilité appropriée et sont utilisés dans des applications industrielles telles que les échangeurs de chaleur à eau de mer et l'industrie chimique.conteneur 13 pour les environnements à forte concentration de chlorures.
Dans le progrès technologique moderne, la production soudée joue un rôle essentiel.En règle générale, les éléments structurels DSS sont assemblés par soudage à l'arc sous protection gazeuse ou par soudage à l'arc sous protection gazeuse.La soudure est principalement affectée par la composition de l’électrode utilisée pour le soudage.Les électrodes de soudage se composent de deux parties : le métal et le flux.Le plus souvent, les électrodes sont recouvertes d'un flux, un mélange de métaux qui, une fois décomposés, libèrent des gaz et forment un laitier protecteur pour protéger la soudure de la contamination, augmenter la stabilité de l'arc et ajouter un composant d'alliage pour améliorer la qualité du soudage.14 .La fonte, l'aluminium, l'acier inoxydable, l'acier doux, l'acier à haute résistance, le cuivre, le laiton et le bronze font partie des métaux d'électrode de soudage, tandis que la cellulose, la poudre de fer et l'hydrogène font partie des matériaux de flux utilisés.Parfois, du sodium, du titane et du potassium sont également ajoutés au mélange de flux.
Certains chercheurs ont tenté d'étudier l'effet de la configuration des électrodes sur l'intégrité mécanique et à la corrosion des structures en acier soudées.Singh et coll.15 a étudié l'effet de la composition du flux sur l'allongement et la résistance à la traction des soudures soudées par soudage à l'arc submergé.Les résultats montrent que CaF2 et NiO sont les principaux déterminants de la résistance à la traction par rapport à la présence de FeMn.Chirag et al.16 ont étudié les composés SMAW en faisant varier la concentration de rutile (TiO2) dans un mélange de flux d'électrode.Il a été constaté que les propriétés de microdureté augmentaient en raison d'une augmentation du pourcentage et de la migration du carbone et du silicium.Kumar [17] a étudié la conception et le développement de flux agglomérés pour le soudage à l'arc submergé des tôles d'acier.Nwigbo et Atuanya18 ont étudié l'utilisation de liants à base de silicate de sodium riches en potassium pour la production de flux de soudage à l'arc et ont trouvé des soudures présentant une résistance à la traction élevée de 430 MPa et une structure de grain acceptable.Lothongkum et al.19 ont utilisé une méthode potentiocinétique pour étudier la fraction volumique d'austénite dans l'acier inoxydable duplex 28Cr–7Ni–O–0,34N dans une solution de NaCl saturée d'air à une concentration de 3,5 % en poids.dans des conditions de pH.et 27°C.Les aciers inoxydables duplex et micro duplex présentent le même effet de l’azote sur le comportement à la corrosion.L'azote n'a pas affecté le potentiel ou la vitesse de corrosion aux pH 7 et 10, cependant, le potentiel de corrosion à pH 10 était inférieur à celui de pH 7. D'autre part, à tous les niveaux de pH étudiés, le potentiel a commencé à augmenter avec l'augmentation de la teneur en azote. .Lacerda et coll.20 ont étudié la piqûre des aciers inoxydables duplex UNS S31803 et UNS S32304 dans une solution de NaCl à 3,5 % en utilisant une polarisation potentiodynamique cyclique.Dans une solution à 3,5 % en poids de NaCl, des signes de piqûres ont été trouvés sur les deux plaques d'acier étudiées.L'acier UNS S31803 a un potentiel de corrosion (Ecorr), un potentiel de piqûre (Epit) et une résistance à la polarisation (Rp) plus élevés que l'acier UNS S32304.L'acier UNS S31803 a une repassivité plus élevée que l'acier UNS S32304.Selon une étude de Jiang et al.[21], le pic de réactivation correspondant à la double phase (phase austénite et ferrite) de l'acier inoxydable duplex comprend jusqu'à 65 % de la composition en ferrite, et la densité de courant de réactivation de la ferrite augmente avec l'augmentation du temps de traitement thermique.Il est bien connu que les phases austénitique et ferritique présentent différentes réactions électrochimiques à différents potentiels électrochimiques21,22,23,24.Abdo et al.25 ont utilisé des mesures potentiodynamiques de spectroscopie de polarisation et de spectroscopie d'impédance électrochimique pour étudier la corrosion induite électrochimiquement de l'alliage 2205 DSS soudé au laser dans de l'eau de mer artificielle (3,5 % NaCl) dans des conditions d'acidité et d'alcalinité variables.Une corrosion par piqûre a été observée sur les surfaces exposées des échantillons DSS testés.Sur la base de ces résultats, il a été établi qu'il existe une relation proportionnelle entre le pH du milieu de dissolution et la résistance du film formé lors du processus de transfert de charge, qui affecte directement la formation de piqûres et sa spécification.Le but de cette étude était de comprendre comment une composition d'électrode de soudage nouvellement développée affecte l'intégrité mécanique et résistante à l'usure du DSS 2205 soudé dans un environnement à 3,5 % de NaCl.
Les minéraux de flux (ingrédients) utilisés dans les formulations de revêtement d'électrode étaient le carbonate de calcium (CaCO3) du district d'Obajana, État de Kogi, Nigéria, le fluorure de calcium (CaF2) de l'État de Taraba, Nigéria, le dioxyde de silicium (SiO2), la poudre de talc (Mg3Si4O10 (OH ) )2) et du rutile (TiO2) ont été obtenus à Jos, Nigéria, et du kaolin (Al2(OH)4Si2O5) a été obtenu à Kankara, État de Katsina, Nigéria.Le silicate de potassium est utilisé comme liant, il est obtenu en Inde.
Comme le montre le tableau 1, les oxydes constitutifs ont été pesés indépendamment sur une balance numérique.Il a ensuite été mélangé avec un liant silicate de potassium (23% en poids) dans un mélangeur électrique (modèle : 641-048) de la société Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) pendant 30 minutes pour obtenir une pâte semi-solide homogène.Le flux mélangé humide est pressé en forme cylindrique à partir de la machine à briquettes et introduit dans la chambre d'extrusion à une pression de 80 à 100 kg/cm2, et depuis la chambre d'alimentation en fil est introduit dans l'extrudeuse de fil inoxydable de 3,15 mm de diamètre.Le flux est introduit à travers un système buse/filière et injecté dans l’extrudeuse pour extruder les électrodes.Un facteur de couverture de 1,70 mm a été obtenu, le facteur de couverture étant défini comme le rapport entre le diamètre de l'électrode et le diamètre du brin.Ensuite, les électrodes enrobées ont été séchées à l'air pendant 24 heures, puis calcinées dans un four à moufle (modèle PH-248-0571/5448) à 150-250 °C\(-\) pendant 2 heures.Utilisez l'équation pour calculer l'alcalinité du flux.(1) 26 ;
La stabilité thermique des échantillons de flux de compositions E1 et E2 a été déterminée par analyse thermogravimétrique (TGA).Un échantillon d'environ 25,33 mg de flux a été chargé dans le TGA pour analyse.Les expériences ont été réalisées dans un milieu inerte obtenu par un flux continu de N2 à un débit de 60 ml/min.L'échantillon a été chauffé de 30 °C à 1 000 °C à une vitesse de chauffage de 10 °C/min.Suivant les méthodes mentionnées par Wang et al.27, Xu et al.28 et Dagwa et al.29, la décomposition thermique et la perte de poids des échantillons à certaines températures ont été évaluées à partir de parcelles TGA.
Traitez deux plaques DSS de 300 x 60 x 6 mm pour préparer la soudure.La rainure en V a été conçue avec un espace de racine de 3 mm, un trou de racine de 2 mm et un angle de rainure de 60°.La plaque a ensuite été rincée à l’acétone pour éliminer d’éventuels contaminants.Souder les plaques à l'aide d'une soudeuse à arc métallique blindé (SMAW) avec électrode à courant continu de polarité positive (DCEP) à l'aide d'électrodes enrobées (E1 et E2) et d'une électrode de référence (C) d'un diamètre de 3,15 mm.L'usinage par décharge électrique (EDM) (modèle : Excetek-V400) a été utilisé pour usiner des éprouvettes d'acier soudées à des fins d'essais mécaniques et de caractérisation de la corrosion.Le tableau 2 montre l'exemple de code et la description, et le tableau 3 montre les différents paramètres de fonctionnement de soudage utilisés pour souder la carte DSS.L’équation (2) est utilisée pour calculer l’apport thermique correspondant.
À l'aide d'un spectromètre d'émission optique (OES) Bruker Q8 MAGELLAN avec une longueur d'onde de 110 à 800 nm et d'un logiciel de base de données SQL, la composition chimique des joints de soudure des électrodes E1, E2 et C, ainsi que des échantillons du métal de base, a été déterminée.utilise l'espace entre l'électrode et l'échantillon métallique testé. Génère de l'énergie électrique sous la forme d'une étincelle.Un échantillon des composants est vaporisé et pulvérisé, suivi d'une excitation atomique, qui émet ensuite un spectre de raies spécifique31.Pour l'analyse qualitative de l'échantillon, le tube photomultiplicateur mesure la présence d'un spectre dédié à chaque élément, ainsi que l'intensité du spectre.Utilisez ensuite l’équation pour calculer le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN).(3) Le rapport 32 et le diagramme d'état WRC 1992 sont utilisés pour calculer les équivalents chrome et nickel (Creq et Nieq) à partir des équations.(4) et (5) valent respectivement 33 et 34 ;
A noter que le PREN ne prend en compte que l'impact positif des trois éléments principaux Cr, Mo et N, alors que le facteur azote x est compris entre 16 et 30.Généralement, x est sélectionné dans la liste de 16, 20 ou 30. Dans la recherche sur les aciers inoxydables duplex, une valeur intermédiaire de 20 est le plus souvent utilisée pour calculer les valeurs PREN35,36.
Les joints soudés fabriqués à l'aide de différentes électrodes ont été testés en traction sur une machine d'essai universelle (Instron 8800 UTM) à une vitesse de déformation de 0,5 mm/min conformément à la norme ASTM E8-21.La résistance à la traction (UTS), la limite d'élasticité au cisaillement (YS) de 0,2 % et l'allongement ont été calculés selon la norme ASTM E8-2137.
Les soudures DSS 2205 ont d'abord été meulées et polies en utilisant différentes tailles de grains (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1 000 et 1 200) avant l'analyse de dureté.Les éprouvettes soudées ont été réalisées avec les électrodes E1, E2 et C. La dureté est mesurée en dix (10) points du centre de la soudure au métal de base avec un intervalle de 1 mm.
Diffractomètre à rayons X (D8 Discover, Bruker, Allemagne) configuré avec le logiciel Bruker XRD Commander pour la collecte de données et le rayonnement Cu-K-α filtré au Fe avec une énergie de 8,04 keV correspondant à une longueur d'onde de 1,5406 Å et une vitesse de balayage de 3 ° La plage de balayage (2θ) min-1 est de 38 à 103° pour l'analyse de phase avec les électrodes E1, E2 et C et BM présentes dans les soudures DSS.La méthode de raffinement Rietveld a été utilisée pour indexer les phases constitutives à l'aide du logiciel MAUD décrit par Lutterotti39.Sur la base de la norme ASTM E1245-03, une analyse métallographique quantitative d'images microscopiques des joints de soudure des électrodes E1, E2 et C a été réalisée à l'aide du logiciel Image J40.Les résultats du calcul de la fraction volumique de la phase ferrite-austénitique, leur valeur moyenne et leur écart sont donnés dans le tableau.5. Comme le montre l'exemple de configuration de la fig.6d, une analyse par microscopie optique (OM) a été réalisée sur des particules et des joints soudés avec les électrodes E1 et E2 pour étudier la morphologie des échantillons.Les échantillons ont été polis avec du papier de verre au carbure de silicium (SiC) de grains 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1 000, 1 200, 1 500 et 2 000.Les échantillons ont ensuite été gravés électrolytiquement dans une solution aqueuse à 10% d'acide oxalique à température ambiante sous une tension de 5 V pendant 10 s et placés sur un microscope optique LEICA DM 2500 M pour la caractérisation morphologique.Un polissage supplémentaire de l'échantillon a été effectué à l'aide de papier en carbure de silicium (SiC) de grain 2 500 pour l'analyse SEM-BSE.De plus, la microstructure des joints soudés a été examinée à l'aide d'un microscope électronique à balayage à émission de champ (MEB) à ultra haute résolution (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) équipé d'un EMF.Un échantillon de 20 × 10 × 6 mm a été broyé à l'aide de divers papiers de verre SiC allant de 120 à 2 500. Les échantillons ont été gravés électrolytiquement dans 40 g de NaOH et 100 ml d'eau distillée à une tension de 5 V pendant 15 s, puis monté sur un porte-échantillon, situé dans la chambre SEM, pour analyser les échantillons après purge de la chambre à l'azote.Un faisceau d'électrons généré par un filament de tungstène chauffé crée un réseau sur l'échantillon pour produire des images à différents grossissements, et les résultats EMF ont été obtenus en utilisant les méthodes de Roche et al.41 et Mokobi 42 .
Une méthode de polarisation électrochimique potentiodynamique selon ASTM G59-9743 et ASTM G5-1444 a été utilisée pour évaluer le potentiel de dégradation des plaques DSS 2205 soudées avec des électrodes E1, E2 et C dans un environnement à 3,5 % de NaCl.Les tests électrochimiques ont été effectués à l'aide d'un appareil Potentiostat-Galvanostat/ZRA contrôlé par ordinateur (modèle : PC4/750, Gamry Instruments, USA).Les tests électrochimiques ont été effectués sur une configuration de test à trois électrodes : DSS 2205 comme électrode de travail, électrode au calomel saturé (SCE) comme électrode de référence et tige de graphite comme contre-électrode.Les mesures ont été effectuées à l'aide d'une cellule électrochimique, dans laquelle la zone d'action de la solution était la surface de l'électrode de travail de 0,78 cm2.Les mesures ont été effectuées entre des potentiels de -1,0 V à +1,6 V sur un OCP pré-stabilisé (par rapport à l'OCP) à une vitesse de balayage de 1,0 mV/s.
Des tests de piqûres électrochimiques à température critique ont été effectués dans du NaCl à 3,5 % pour évaluer la résistance aux piqûres des soudures réalisées avec les électrodes E1, E2 et C.clairement sur le potentiel de piqûres dans le PB (entre les régions passives et transpassives) et les échantillons soudés avec E1, E2, électrodes C. Par conséquent, des mesures CPT sont effectuées pour déterminer avec précision le potentiel de piqûres des consommables de soudage.Les tests CPT ont été effectués conformément aux rapports de soudure duplex en acier inoxydable45 et à la norme ASTM G150-1846.Dans chacun des aciers à souder (S-110A, E1-110A, E2-90A), des échantillons d'une superficie de 1 cm2 ont été découpés, comprenant les zones de base, de soudure et HAZ.Les échantillons ont été polis à l'aide de papier de verre et d'une suspension de poudre d'alumine de 1 µm conformément aux procédures standard de préparation d'échantillons métallographiques.Après polissage, les échantillons ont été nettoyés aux ultrasons dans de l'acétone pendant 2 minutes.Une solution de test de NaCl à 3,5 % a été ajoutée à la cellule de test CPT et la température initiale a été ajustée à 25 °C à l'aide d'un thermostat (Neslab RTE-111).Après avoir atteint la température initiale du test de 25 °C, le gaz Ar a été soufflé pendant 15 minutes, puis les échantillons ont été placés dans la cellule et l'OCF a été mesuré pendant 15 minutes.L'échantillon a ensuite été polarisé en appliquant une tension de 0,3 V à une température initiale de 25°C, et le courant a été mesuré pendant 10 min45.Commencez à chauffer la solution à une vitesse de 1 °C/min jusqu’à 50 °C.Pendant le chauffage de la solution d'essai, le capteur de température est utilisé pour surveiller en continu la température de la solution et stocker les données de temps et de température, et le potentiostat/galvanostat est utilisé pour mesurer le courant.Une électrode en graphite a été utilisée comme contre-électrode et tous les potentiels ont été mesurés par rapport à l'électrode de référence Ag/AgCl.Une purge à l'argon a été effectuée tout au long du test.
Sur la fig.1 montre la composition (en pourcentage en poids) des composants de flux F1 et F2 utilisés pour la production d'électrodes alcalines (E1) et acides (E2), respectivement.L'indice de basicité du flux est utilisé pour prédire les propriétés mécaniques et métallurgiques des joints soudés.F1 est la composante du flux utilisé pour enrober les électrodes E1, appelé flux alcalin car son indice de base est > 1,2 (soit 2,40), et F2 est le flux utilisé pour enrober les électrodes E2, appelé flux acide en raison de sa basicité. indice < 0,9 (soit 2,40).0,40).Il est clair que les électrodes recouvertes de flux basiques ont dans la plupart des cas de meilleures propriétés mécaniques que les électrodes recouvertes de flux acides.Cette caractéristique est fonction de la dominance de l'oxyde basique dans le système de composition du flux pour l'électrode E1.Au contraire, l'élimination des scories (séparabilité) et les faibles projections observées dans les joints soudés avec des électrodes E2 sont caractéristiques des électrodes avec un revêtement de flux acide à haute teneur en rutile.Cette observation est cohérente avec les conclusions de Gill47 selon lesquelles l'effet de la teneur en rutile sur la capacité de détachement des scories et les faibles projections des électrodes revêtues de flux acide contribuent à une congélation rapide des scories.Le kaolin dans le système de flux utilisé pour revêtir les électrodes E1 et E2 a été utilisé comme lubrifiant, et la poudre de talc a amélioré l'extrudabilité des électrodes.Les liants à base de silicate de potassium dans les systèmes de flux contribuent à un meilleur allumage de l'arc et à une meilleure stabilité des performances et, en plus de leurs propriétés adhésives, améliorent la séparation des scories dans les produits soudés.Étant donné que le CaCO3 est un briseur de filet (briseur de laitier) dans le flux et a tendance à générer beaucoup de fumée pendant le soudage en raison de la décomposition thermique en CaO et environ 44 % de CO2, le TiO2 (en tant qu'agent de construction de filet/formateur de laitier) aide à réduire la quantité. de fumée pendant le soudage.soudage et ainsi améliorer la détachement des scories comme suggéré par Jing et al.48.Le flux de fluor (CaF2) est un flux chimiquement agressif qui améliore la propreté des soudures.Jastrzębska et al.49 ont rapporté l'effet de la composition en fluorure de cette composition de flux sur les propriétés de propreté des soudures.Généralement, un flux est ajouté à la zone de soudure pour améliorer la stabilité de l'arc, ajouter des éléments d'alliage, accumuler des scories, augmenter la productivité et améliorer la qualité du bain de soudure 50.
Les courbes TGA-DTG présentées dans les Fig.Les figures 2a et 2b montrent une perte de poids en trois étapes lors du chauffage dans la plage de températures de 30 à 1 000 °C dans une atmosphère d'azote.Les résultats des figures 2a et b montrent que pour les échantillons de flux basiques et acides, la courbe TGA descend directement jusqu'à devenir finalement parallèle à l'axe de température, autour de 866,49°C et 849,10°C respectivement.La perte de poids de 1,30 % et 0,81 % au début des courbes TGA sur les figures 2a et 2b est due à l'humidité absorbée par les composants du flux, ainsi qu'à l'évaporation et à la déshydratation de l'humidité de surface.Les principales décompositions des échantillons du flux principal aux deuxième et troisième étages de la fig.2a s'est produit dans les plages de température de 619,45°C à 766,36°C et de 766,36°C à 866,49°C, et le pourcentage de perte de poids était de 2,84 et 9,48 %., respectivement.Alors que pour les échantillons de flux acide de la figure 7b, qui se trouvaient dans les plages de température de 665,23 °C à 745,37 °C et de 745,37 °C à 849,10 °C, leur pourcentage de perte de poids était respectivement de 0,81 et 6,73 %, ce qui a été attribué à décomposition thermique.Puisque les composants du flux sont inorganiques, les substances volatiles sont limitées au mélange de flux.La réduction et l’oxydation sont donc terribles.Cela concorde avec les résultats de Balogun et al.51, Kamli et al.52 et Adeleke et al.53.La somme de la perte de masse de l'échantillon de flux observée sur la fig.2a et 2b sont respectivement de 13,26 % et 8,43 %.Moins de perte de masse des échantillons de flux sur la fig.2b est dû aux points de fusion élevés de TiO2 et SiO2 (respectivement 1 843 et 1 710 °C) en tant qu’oxydes principaux qui composent le mélange de flux54,55, tandis que TiO2 et SiO2 ont des points de fusion plus bas.point de fusion Oxyde primaire : CaCO3 (825 °C) dans l'échantillon de flux de la fig.2a56.Ces changements dans le point de fusion des oxydes primaires dans les mélanges de flux sont bien rapportés par Shi et al.54, Ringdalen et al.55 et Du et al.56.En observant une perte de poids continue sur les figures 2a et 2b, on peut conclure que les échantillons de flux utilisés dans les revêtements d'électrodes E1 et E2 subissent une décomposition en une étape, comme le suggère Brown57.La plage de température du processus peut être vue à partir des courbes dérivées (% en poids) de la fig.2a et b.Étant donné que la courbe TGA ne peut pas décrire avec précision la température spécifique à laquelle le système de flux subit un changement de phase et une cristallisation, le dérivé TGA est utilisé pour déterminer la valeur exacte de la température de chaque phénomène (changement de phase) comme pic endothermique pour préparer le système de flux.
Courbes TGA-DTG montrant la décomposition thermique de (a) le flux alcalin pour le revêtement d’électrode E1 et (b) le flux acide pour le revêtement d’électrode E2.
Le tableau 4 montre les résultats de l'analyse spectrophotométrique et de l'analyse SEM-EDS du métal de base DSS 2205 et des soudures réalisées à l'aide des électrodes E1, E2 et C.E1 et E2 ont montré que la teneur en chrome (Cr) diminuait fortement à 18,94 et 17,04 %, et la teneur en molybdène (Mo) était respectivement de 0,06 et 0,08 %.les valeurs des soudures avec les électrodes E1 et E2 sont inférieures.Ceci est légèrement conforme à la valeur PREN calculée pour la phase ferritique-austénitique à partir de l'analyse SEM-EDS.Par conséquent, on peut voir que les piqûres commencent au stade avec de faibles valeurs PREN (soudures de E1 et E2), essentiellement comme décrit dans le tableau 4. Ceci indique un épuisement et une éventuelle précipitation de l'alliage dans la soudure.Par la suite, la réduction de la teneur en éléments d'alliage Cr et Mo dans les soudures réalisées à l'aide des électrodes E1 et E2 et leurs faibles valeurs équivalentes de piqûres (PREN) sont présentées dans le tableau 4, ce qui crée un problème de maintien de la résistance dans des environnements agressifs, notamment dans des environnements chlorés.-environnement contenant.La teneur relativement élevée en nickel (Ni) de 11,14 % et la limite admissible de teneur en manganèse dans les joints soudés des électrodes E1 et E2 pourraient avoir eu un effet positif sur les propriétés mécaniques des constructions soudées utilisées dans des conditions simulant l'eau de mer (Fig. 3). ).ont été réalisés en utilisant les travaux de Yuan et Oy58 et Jing et al.48 sur l'effet des compositions à haute teneur en nickel et en manganèse sur l'amélioration des propriétés mécaniques des structures soudées DSS dans des conditions de fonctionnement sévères.
Résultats des tests de traction pour (a) UTS et 0,2 % d'affaissement YS et (b) allongement uniforme et complet et leurs écarts types.
Les propriétés de résistance du matériau de base (BM) et des joints soudés fabriqués à partir des électrodes développées (E1 et E2) et d'une électrode disponible dans le commerce (C) ont été évaluées à deux courants de soudage différents de 90 A et 110 A. 3(a) et (b) afficher UTS, YS avec un décalage de 0,2 %, ainsi que leurs données d'allongement et d'écart type.Les résultats de compensation UTS et YS de 0,2 % obtenus à partir des figures.3a montre les valeurs optimales pour l'échantillon no.1 (BM), échantillon no.3 (soudure E1), échantillon n°.5 (soudure E2) et échantillon no.6 (soudures avec C) sont respectivement 878 et 616 MPa, 732 et 497 MPa, 687 et 461 MPa et 769 et 549 MPa, ainsi que leurs écarts types respectifs.De la fig.110 A) sont des échantillons numérotés respectivement 1, 2, 3, 6 et 7, avec des propriétés de traction minimales recommandées supérieures à 450 MPa en essai de traction et 620 MPa en essai de traction proposé par Grocki32.L'allongement des éprouvettes de soudage avec les électrodes E1, E2 et C, représentées par les échantillons n°2, n°3, n°4, n°5, n°6 et n°7, à des courants de soudage de 90 A et 110 A, respectivement, reflète la plasticité et l’honnêteté.rapport aux métaux de base.L'allongement plus faible s'expliquait par d'éventuels défauts de soudage ou par la composition du flux d'électrode (Fig. 3b).On peut conclure que l'acier inoxydable duplex BM et les joints soudés avec des électrodes E1, E2 et C ont en général des propriétés de traction significativement plus élevées en raison de leur teneur en nickel relativement élevée (tableau 4), mais cette propriété a été observée dans les joints soudés.Un E2 moins efficace est obtenu à partir de la composition acide du flux.Gunn59 a démontré l'effet des alliages de nickel sur l'amélioration des propriétés mécaniques des joints soudés et sur le contrôle de l'équilibre des phases et de la distribution des éléments.Cela confirme une fois de plus le fait que les électrodes fabriquées à partir de compositions de flux basiques ont de meilleures propriétés mécaniques que les électrodes fabriquées à partir de mélanges de flux acides, comme le suggèrent Bang et al.60.Ainsi, une contribution significative a été apportée aux connaissances existantes sur les propriétés du joint soudé de la nouvelle électrode enrobée (E1) avec de bonnes propriétés de traction.
Sur la fig.Les figures 4a et 4b montrent les caractéristiques de microdureté Vickers d'échantillons expérimentaux de joints soudés des électrodes E1, E2 et C. La figure 4a montre les résultats de dureté obtenus dans une direction de l'échantillon (de WZ à BM), et sur la fig.La figure 4b montre les résultats de dureté obtenus des deux côtés de l'échantillon.Les valeurs de dureté obtenues lors du soudage des échantillons n°2, 3, 4 et 5, qui sont des joints soudés avec les électrodes E1 et E2, peuvent être dues à la structure à gros grains lors de la solidification dans les cycles de soudage.Une forte augmentation de la dureté a été observée à la fois dans la HAZ à gros grains et dans la HAZ à grains fins de tous les échantillons n° 2 à 7 (voir les codes d'échantillon dans le tableau 2), ce qui peut s'expliquer par un changement possible dans la microstructure de les soudures résultant d'échantillons de soudure au chrome sont riches en émissions (Cr23C6) .Par rapport aux autres échantillons de soudage 2, 3, 4 et 5, les valeurs de dureté des joints soudés des échantillons n° 6 et 7 sur les figures.4a et 4b ci-dessus (tableau 2).Selon Mohammed et al.61 et Nowacki et Lukoje62, cela peut être dû à la valeur élevée de ferrite δ et aux contraintes résiduelles induites dans la soudure, ainsi qu'à l'épuisement des éléments d'alliage tels que Mo et Cr dans la soudure.Les valeurs de dureté de tous les échantillons expérimentaux considérés dans la zone BM semblent cohérentes.La tendance des résultats de l’analyse de dureté des éprouvettes soudées est cohérente avec les conclusions d’autres chercheurs61,63,64.
Valeurs de dureté des joints soudés des éprouvettes DSS (a) demi-section des éprouvettes soudées et (b) section complète des joints soudés.
Les différentes phases présentes dans le DSS 2205 soudé avec les électrodes E1, E2 et C ont été obtenues et les spectres DRX pour l'angle de diffraction 2\(\theta\) sont représentés sur la figure 5. Pics d'austénite (\(\gamma\) ) et les phases ferrite (\(\alpha\)) ont été identifiées à des angles de diffraction de 43° et 44°, confirmant de manière concluante que la composition de la soudure est de l'acier inoxydable 65 biphasé.que DSS BM ne montre que des phases austénitiques (\(\gamma\)) et ferritiques (\(\alpha\)), confirmant les résultats microstructuraux présentés dans les figures 1 et 2. 6c, 7c et 9c.La phase ferritique (\(\alpha\)) observée avec DSS BM et le pic élevé dans la soudure à l'électrode C sont révélateurs de sa résistance à la corrosion, puisque cette phase vise à augmenter la résistance à la corrosion de l'acier, comme l'ont fait Davison et Redmond66. Comme indiqué, la présence d'éléments stabilisants en ferrite, tels que Cr et Mo, stabilise efficacement le film passif du matériau dans des environnements contenant des chlorures.Le tableau 5 présente la phase ferrite-austénitique par métallographie quantitative.Le rapport de la fraction volumique de la phase ferrite-austénitique dans les joints soudés de l'électrode C est atteint approximativement (≈1:1).La faible composition en phase de ferrite (\(\alpha\)) des constructions soudées utilisant les électrodes E1 et E2 dans les résultats de fraction volumique (Tableau 5) indique une sensibilité possible à un environnement corrosif, qui a été confirmée par analyse électrochimique.confirmé (Fig. 10a, b)), car la phase ferrite offre une résistance élevée et une protection contre la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures.Ceci est encore confirmé par les faibles valeurs de dureté observées dans les soudures des électrodes E1 et E2 sur la fig.4a,b, qui sont dus à la faible proportion de ferrite dans la structure en acier (Tableau 5).La présence de phases austénitiques (\(\gamma\)) et ferritiques (\(\alpha\)) déséquilibrées dans les joints soudés utilisant des électrodes E2 indique la vulnérabilité réelle de l'acier à une attaque de corrosion uniforme.Au contraire, les spectres XPA des aciers diphasés des joints soudés avec électrodes E1 et C, ainsi que les résultats de BM, indiquent généralement la présence d'éléments stabilisants austénitiques et ferritiques, ce qui rend le matériau utile dans la construction et l'industrie pétrochimique. , parce que l'ont soutenu Jimenez et al.65 ;Davidson et Redmond66;Shamant et autres67.
Micrographies optiques de joints soudés d'électrodes E1 avec différentes géométries de soudure : (a) HAZ montrant la ligne de fusion, (b) HAZ montrant la ligne de fusion à plus fort grossissement, (c) BM pour la phase ferritique-austénitique, (d) géométrie de la soudure , (e) Montre la zone de transition à proximité, (f) HAZ montre la phase ferritique-austénitique à un grossissement plus élevé, (g) La zone de soudure montre la phase ferritique-austénitique Phase de traction.
Micrographies optiques de soudures avec électrodes E2 à diverses géométries de soudure : (a) HAZ montrant la ligne de fusion, (b) HAZ montrant la ligne de fusion à un grossissement plus élevé, (c) BM pour la phase massive ferritique-austénitique, (d) géométrie de la soudure, (e) ) montrant la zone de transition à proximité, (f) HAZ montrant la phase ferritique-austénitique à plus fort grossissement, (g) zone de soudage montrant la phase ferritique-austénitique.
Les figures 6a à c montrent, par exemple, la structure métallographique des joints DSS soudés à l'aide d'une électrode E1 à différentes géométries de soudage (figure 6d), indiquant où les micrographies optiques ont été prises à différents grossissements.Sur la fig.6a, b, f – zones de transition des joints soudés, démontrant la structure d'équilibre de phase de la ferrite-austénite.Les figures 7a à c et par exemple montrent également l'OM d'un joint DSS soudé à l'aide d'une électrode E2 à différentes géométries de soudage (Figure 7d), représentant les points d'analyse OM à différents grossissements.Sur la fig.Les figures 7a,b,f montrent la zone de transition d'un joint soudé en équilibre ferritique-austénitique.OM dans la zone de soudage (WZ) est représenté sur la fig.1 et fig.2. Soudures pour les électrodes E1 et E2 6g et 7g, respectivement.OM sur BM est représenté sur les figures 1 et 2. Sur la fig.Les figures 6c, e et 7c, e montrent le cas de joints soudés avec des électrodes E1 et E2 respectivement.La zone claire est la phase austénite et la zone noire foncée est la phase ferrite.Les équilibres de phase dans la zone affectée thermiquement (HAZ) près de la ligne de fusion ont indiqué la formation de précipités de Cr2N, comme le montrent les micrographies SEM-BSE des figures 1 et 2.8a,b et confirmé sur la fig.9a,b.La présence de Cr2N observée dans la phase ferrite des échantillons des Fig.8a, b et confirmé par l'analyse de points SEM-EMF et les diagrammes de lignes EMF des pièces soudées (Fig. 9a-b), est dû à la température de chaleur de soudage plus élevée.La circulation accélère l'introduction du chrome et de l'azote, car une température élevée dans la soudure augmente le coefficient de diffusion de l'azote.Ces résultats corroborent les études de Ramirez et al.68 et Herenyu et al.69 montrant que, quelle que soit la teneur en azote, le Cr2N se dépose généralement sur les grains de ferrite, les joints de grains et les joints α/\(\gamma\), comme le suggèrent également d'autres chercheurs.70.71.
(a) analyse ponctuelle SEM-EMF (1, 2 et 3) d'un joint soudé avec E2 ;
La morphologie de surface d'échantillons représentatifs et leurs CEM correspondants sont présentés sur les figures.10a-c.Sur la fig.Les figures 10a et 10b montrent des micrographies SEM et leurs spectres EMF de joints soudés utilisant les électrodes E1 et E2 dans la zone de soudage, respectivement, et sur la fig.La figure 10c montre des micrographies SEM et des spectres EMF de OM contenant des phases d'austénite (\(\gamma\)) et de ferrite (\(\alpha\)) sans aucun précipité.Comme le montre le spectre EDS de la figure 10a, le pourcentage de Cr (21,69 % en poids) et de Mo (2,65 % en poids) par rapport à 6,25 % en poids de Ni donne une idée de l'équilibre correspondant de la phase ferrite-austénitique.Microstructure présentant une forte réduction de la teneur en chrome (15,97 % en poids) et en molybdène (1,06 % en poids) par rapport à une teneur élevée en nickel (10,08 % en poids) dans la microstructure du joint soudé de l'électrode E2, représentée sur figue.1. Comparez.Spectre EMF 10b.La forme aciculaire avec une structure austénitique à grain plus fin observée dans la WZ illustrée à la fig.La figure 10b confirme l'épuisement possible des éléments ferritisants (Cr et Mo) dans la soudure et la précipitation du nitrure de chrome (Cr2N) – la phase austénitique.La répartition des particules de précipitation le long des limites des phases austénitique (\(\gamma\)) et ferritique (\(\alpha\)) des joints soudés DSS confirme cette affirmation72,73,74.Cela entraîne également de mauvaises performances contre la corrosion, puisque le Cr est considéré comme le principal élément permettant de former un film passif qui améliore la résistance locale à la corrosion de l'acier59,75, comme le montre la figure 10b.On peut voir que le BM sur la micrographie SEM sur la figure 10c montre un fort raffinement des grains, car les résultats de son spectre EDS montrent Cr (23,32 en poids), Mo (3,33 en poids) et Ni (6,32 en poids).%) bonnes propriétés chimiques.%) comme élément d'alliage important pour vérifier la microstructure d'équilibre de la phase ferrite-austénitique de la structure DSS76.Les résultats de l'analyse spectroscopique de la composition EMF des joints soudés de l'électrode E1 justifient son utilisation dans la construction et dans des environnements légèrement agressifs, puisque les formateurs d'austénite et les stabilisateurs de ferrite présents dans la microstructure sont conformes à la norme DSS AISI 220541.72 pour les joints soudés, 77.
Micrographies SEM de joints soudés, où (a) l'électrode E1 de la zone de soudage a un spectre EMF, (b) l'électrode E2 de la zone de soudage a un spectre EMF, (c) OM a un spectre EMF.
En pratique, il a été observé que les soudures DSS se solidifient en mode entièrement ferritique (mode F), avec des noyaux d'austénite nucléant en dessous de la température de solvus ferritique, qui dépend principalement du rapport équivalent chrome/nickel (Creq/Nieq) (> 1,95 constitue le mode F) Certains chercheurs ont remarqué cet effet de l'acier dû à la forte capacité de diffusion du Cr et du Mo en tant qu'éléments formant de la ferrite dans la phase ferrite8078,79.Il est clair que DSS 2205 BM contient une grande quantité de Cr et de Mo (montrant un Creq plus élevé), mais a une teneur en Ni inférieure à celle de la soudure avec les électrodes E1, E2 et C, ce qui contribue à un rapport Creq/Nieq plus élevé.Cela est également évident dans la présente étude, comme le montre le tableau 4, où le rapport Creq/Nieq a été déterminé pour le DSS 2205 BM au-dessus de 1,95.On peut voir que les soudures avec les électrodes E1, E2 et C durcissent respectivement en mode austénitique-ferritique (mode AF), en mode austénitique (mode A) et en mode ferritique-austénitique, en raison de la teneur plus élevée en mode vrac (mode FA). .), comme le montre le tableau 4, la teneur en Ni, Cr et Mo dans la soudure est moindre, indiquant que le rapport Creq/Nieq est inférieur à celui du BM.La ferrite primaire dans les soudures des électrodes E2 avait une morphologie de ferrite vermiculaire et le rapport Creq/Nieq déterminé était de 1,20, comme décrit dans le tableau 4.
Sur la fig.La figure 11a montre le potentiel de circuit ouvert (OCP) en fonction du temps pour une structure en acier AISI DSS 2205 dans une solution à 3,5 % de NaCl.On constate que la courbe ORP se déplace vers un potentiel plus positif, indiquant l'apparition d'un film passif à la surface de l'échantillon métallique, une baisse de potentiel indique une corrosion généralisée, et un potentiel quasi constant dans le temps indique la formation d'un film passif au fil du temps., La surface de l'échantillon est stable et présente un Sticky 77. Les courbes représentent les substrats expérimentaux dans des conditions stables pour tous les échantillons dans une solution d'électrolyte contenant 3,5% de NaCl, à l'exception de l'échantillon 7 (joint de soudure avec électrode C), ce qui montre peu d'instabilité.Cette instabilité peut être comparée à la présence d’ions chlorure (Cl-) en solution, qui peuvent considérablement accélérer la réaction de corrosion, augmentant ainsi le degré de corrosion.Les observations lors du balayage OCP sans potentiel appliqué ont montré que le Cl présent dans la réaction peut affecter la résistance et la stabilité thermodynamique des échantillons dans des environnements agressifs.Ma et coll.81 et Lotho et coll.5 a confirmé l'affirmation selon laquelle le Cl- joue un rôle dans l'accélération de la dégradation des films passifs sur les substrats, contribuant ainsi à une usure supplémentaire.
Analyse électrochimique des échantillons étudiés : (a) évolution du RSD en fonction du temps et (b) polarisation potentiodynamique des échantillons en solution de NaCl à 3,5%.
Sur la fig.La figure 11b présente une analyse comparative des courbes de polarisation potentiodynamique (PPC) des joints soudés des électrodes E1, E2 et C sous l'influence d'une solution de NaCl à 3,5%.Les échantillons de BM soudés dans une solution de PPC et de NaCl à 3,5 % ont montré un comportement passif.Le tableau 5 présente les paramètres d'analyse électrochimique des échantillons obtenus à partir des courbes PPC, tels que Ecorr (potentiel de corrosion) et Epit (potentiel de corrosion par piqûre) et leurs écarts associés.Comparés aux autres échantillons n°2 et n°5, soudés avec les électrodes E1 et E2, les échantillons n°1 et n°7 (BM et joints soudés avec l'électrode C) ont montré un potentiel élevé de corrosion par piqûres dans la solution de NaCl (Fig. 11b). ).Les propriétés passivantes plus élevées du premier par rapport au second sont dues à l'équilibre de la composition microstructurale de l'acier (phases austénitique et ferritique) et à la concentration des éléments d'alliage.En raison de la présence de ferrite et de phases austénitiques dans la microstructure, Resendea et al.82 ont soutenu le comportement passif du DSS dans les médias agressifs.Les faibles performances des échantillons soudés avec les électrodes E1 et E2 peuvent être associées à l'épuisement des principaux éléments d'alliage, tels que Cr et Mo, dans la zone de soudage (WZ), car ils stabilisent la phase ferrite (Cr et Mo), agissent comme passivateurs Alliages en phase austénitique des aciers oxydés.L'effet de ces éléments sur la résistance aux piqûres est plus important dans la phase austénitique que dans la phase ferritique.Pour cette raison, la phase ferritique subit une passivation plus rapidement que la phase austénitique associée à la première région de passivation de la courbe de polarisation.Ces éléments ont un impact significatif sur la résistance aux piqûres du DSS en raison de leur résistance aux piqûres plus élevée dans la phase austénitique que dans la phase ferritique.Par conséquent, la passivation rapide de la phase ferrite est 81 % supérieure à celle de la phase austénite.Bien que la solution Cl-in ait un effet négatif important sur la capacité de passivation du film d’acier83.Par conséquent, la stabilité du film passivant de l’échantillon sera fortement réduite84.Du tableau.La figure 6 montre également que le potentiel de corrosion (Ecorr) des joints soudés avec électrode E1 est un peu moins stable en solution par rapport aux joints soudés avec électrode E2.Ceci est également confirmé par les faibles valeurs de dureté des soudures utilisant les électrodes E1 et E2 sur la fig.4a,b, ce qui est dû à la faible teneur en ferrite (tableau 5) et à la faible teneur en chrome et molybdène (tableau 4) dans la structure en acier.On peut conclure que la résistance à la corrosion des aciers dans l’environnement marin simulé augmente avec la diminution du courant de soudage et diminue avec une faible teneur en Cr et Mo et une faible teneur en ferrite.Cette affirmation est cohérente avec une étude de Salim et al.85 sur l'effet des paramètres de soudage tels que le courant de soudage sur l'intégrité à la corrosion des aciers soudés.Lorsque le chlorure pénètre dans l'acier par divers moyens tels que l'absorption et la diffusion capillaires, des piqûres (corrosion par piqûres) de forme et de profondeur inégales se forment.Le mécanisme est significativement différent dans les solutions à pH plus élevé où les groupes (OH-) environnants sont simplement attirés vers la surface de l'acier, stabilisant le film passif et offrant une protection supplémentaire à la surface de l'acier25,86.La meilleure résistance à la corrosion des échantillons n°1 et n°7 est principalement due à la présence dans la structure en acier d'une grande quantité de δ-ferrite (tableau 5) et d'une grande quantité de Cr et Mo (tableau 4), puisque le Le niveau de corrosion par piqûre est principalement présent dans l'acier, soudé par la méthode DSS, dans la structure en phase austénitique des pièces.Ainsi, la composition chimique de l’alliage joue un rôle déterminant dans les performances en corrosion du joint soudé87,88.De plus, il a été observé que les éprouvettes soudées à l'aide des électrodes E1 et C dans cette étude présentaient des valeurs Ecorr inférieures des courbes PPC à celles soudées à l'aide de l'électrode E2 des courbes OCP (Tableau 5).Par conséquent, la région anodique démarre à un potentiel inférieur.Ce changement est principalement dû à la stabilisation partielle de la couche de passivation formée à la surface de l'échantillon et à la polarisation cathodique qui se produit avant que la stabilisation complète de l'OCP89 ne soit obtenue.Sur la fig.Les figures 12a et b montrent des images de profileur optique 3D d'échantillons corrodés expérimentalement dans diverses conditions de soudage.On peut voir que la taille de la corrosion par piqûres des éprouvettes augmente avec le potentiel de corrosion par piqûres plus faible créé par le courant de soudage élevé de 110 A (Fig. 12b), comparable à la taille de la corrosion par piqûres obtenue pour les soudures avec un rapport de courant de soudage inférieur de 110 A (Fig. 12b). 90 A. (Fig. 12a ).Cela confirme l'affirmation de Mohammed90 selon laquelle des bandes glissantes se forment sur la surface de l'échantillon pour détruire le film de passivation de surface en exposant le substrat à une solution de NaCl à 3,5 % afin que le chlorure commence à attaquer, provoquant la dissolution du matériau.
L'analyse SEM-EDS du tableau 4 montre que les valeurs PREN de chaque phase austénitique sont supérieures à celles de la ferrite dans toutes les soudures et BM.L’initiation des piqûres à l’interface ferrite/austénite accélère la destruction de la couche de matériau passif en raison de l’inhomogénéité et de la ségrégation des éléments se produisant dans ces zones91.Contrairement à la phase austénitique, où la valeur équivalente à la résistance aux piqûres (PRE) est plus élevée, l'initiation des piqûres dans la phase ferritique est due à la valeur PRE inférieure (Tableau 4).La phase austénitique semble contenir une quantité importante de stabilisant austénitique (solubilité de l'azote), ce qui confère une concentration plus élevée de cet élément et, par conséquent, une plus grande résistance aux piqûres92.
Sur la fig.La figure 13 montre les courbes de température critique de piqûre pour les soudures E1, E2 et C.Étant donné que la densité de courant a augmenté jusqu'à 100 µA/cm2 en raison des piqûres pendant le test ASTM, il est clair que la soudure à 110 A avec E1 a montré une température critique minimale de piqûre de 27,5 °C, suivie par la soudure E2 à 90 A qui montre un CPT de 40. °C, et dans le cas de C@110A, le CPT le plus élevé est de 41°C.Les résultats observés sont en bon accord avec les résultats observés des tests de polarisation.
Les propriétés mécaniques et le comportement à la corrosion des soudures duplex en acier inoxydable ont été étudiés à l'aide des nouvelles électrodes E1 et E2.L'électrode alcaline (E1) et l'électrode acide (E2) utilisées dans le procédé SMAW ont été recouvertes avec succès d'une composition de flux avec un taux de couverture global de 1,7 mm et un indice alcalin de 2,40 et 0,40, respectivement.La stabilité thermique des flux préparés par TGA en milieu inerte a été évaluée.La présence d'une teneur élevée en TiO2 (%) dans la matrice de flux a amélioré l'élimination des scories des soudures pour les électrodes revêtues d'un flux acide (E2) par rapport aux électrodes revêtues d'un flux basique (E1).Bien que les deux électrodes enrobées (E1 et E2) aient une bonne capacité d'amorçage d'arc.Les conditions de soudage, en particulier l'apport de chaleur, le courant et la vitesse de soudage, jouent un rôle essentiel dans l'obtention de l'équilibre des phases austénite/ferrite des soudures DSS 2205 et dans les excellentes propriétés mécaniques de la soudure.Les joints soudés avec l'électrode E1 ont montré d'excellentes propriétés de traction (cisaillement 0,2% YS = 497 MPa et UTS = 732 MPa), confirmant que les électrodes enrobées de flux basique ont un indice de basicité élevé par rapport aux électrodes enrobées de flux acide.Les électrodes présentent de meilleures propriétés mécaniques avec une faible alcalinité.Il est évident que dans les joints soudés des électrodes avec un nouveau revêtement (E1 et E2), il n'y a pas d'équilibre de la phase ferrite-austénitique, ce qui a été révélé par analyse OES et SEM-EDS de la soudure et quantifié par la fraction volumique dans la soudure.La métallographie a confirmé leur étude SEM.microstructures.Ceci est principalement dû à l’épuisement des éléments d’alliage tels que Cr et Mo et à la possible libération de Cr2N lors du soudage, ce qui est confirmé par le balayage des lignes EDS.Ceci est également confirmé par les faibles valeurs de dureté observées dans les soudures avec les électrodes E1 et E2 en raison de leur faible proportion de ferrite et d'éléments d'alliage dans la structure en acier.Le potentiel de corrosion évident (Ecorr) des soudures utilisant l'électrode E1 s'est avéré légèrement moins résistant à la corrosion en solution que les soudures utilisant l'électrode E2.Cela confirme l'efficacité des électrodes nouvellement développées dans les soudures testées dans un environnement à 3,5 % de NaCl sans composition d'alliage de mélange de flux.On peut conclure que la résistance à la corrosion dans l’environnement marin simulé augmente avec la diminution du courant de soudage.Ainsi, la précipitation des carbures et des nitrures et la diminution ultérieure de la résistance à la corrosion des joints soudés utilisant les électrodes E1 et E2 s'expliquent par une augmentation du courant de soudage, ce qui a conduit à un déséquilibre dans l'équilibre des phases des joints soudés en aciers à double usage.
Sur demande, les données de cette étude seront fournies par l'auteur respectif.
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