Komposisi kimia tabung melingkar baja tahan karat 321 Sifat mekanik dan perilaku korosi las baja tahan karat dupleks dengan elektroda baru

Terima kasih telah mengunjungi Nature.com.Anda menggunakan versi browser dengan dukungan CSS terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Selain itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Slider menampilkan tiga artikel per slide.Gunakan tombol kembali dan berikutnya untuk menelusuri slide, atau tombol pengontrol slide di akhir untuk menelusuri setiap slide.

Komposisi Kimia Tabung Kumparan Stainless Steel 321

Komposisi kimia pipa koil stainless steel 321 adalah sebagai berikut:
- Karbon: maks 0,08%.
- Mangan: maks 2,00%.
- Nikel: 9,00% min

Sifat Mekanik Tabung Kumparan Stainless Steel 321

Menurut Produsen Tabung Coil Stainless Steel 321, sifat mekanik pipa kumparan stainless steel 321 ditabulasikan di bawah ini: Kekuatan Tarik (psi) Kekuatan Hasil (psi) Pemanjangan (%)

Aplikasi & Kegunaan Tabung Coil Stainless Steel 321

Dalam banyak aplikasi teknik, sifat mekanik dan korosi struktur las baja tahan karat dupleks (DSS) merupakan faktor yang paling penting.Studi saat ini menyelidiki sifat mekanik dan ketahanan korosi las baja tahan karat dupleks dalam lingkungan yang mensimulasikan NaCl 3,5% menggunakan elektroda baru yang dirancang khusus tanpa penambahan elemen paduan pada sampel fluks.Dua jenis fluks berbeda dengan indeks dasar 2,40 dan 0,40 digunakan masing-masing pada elektroda E1 dan E2 untuk pengelasan papan DSS.Stabilitas termal komposisi fluks dievaluasi menggunakan analisis termogravimetri.Komposisi kimia serta sifat mekanik dan korosi sambungan las dievaluasi menggunakan spektroskopi emisi sesuai dengan berbagai standar ASTM.Difraksi sinar-X digunakan untuk menentukan fase yang ada pada lasan DSS, dan pemindaian elektron dengan EDS digunakan untuk memeriksa struktur mikro lasan.Kekuatan tarik sambungan las yang dibuat dengan elektroda E1 berada pada kisaran 715-732 MPa, dengan elektroda E2 – 606-687 MPa.Arus pengelasan ditingkatkan dari 90 A menjadi 110 A, dan kekerasannya juga ditingkatkan.Sambungan las dengan elektroda E1 yang dilapisi fluks dasar memiliki sifat mekanik yang lebih baik.Struktur baja memiliki ketahanan korosi yang tinggi pada lingkungan NaCl 3,5%.Hal ini menegaskan pengoperasian sambungan las yang dibuat dengan elektroda yang baru dikembangkan.Hasilnya dibahas dalam hal penipisan elemen paduan seperti Cr dan Mo yang diamati pada lasan dengan elektroda berlapis E1 dan E2, dan pelepasan Cr2N pada lasan yang dibuat menggunakan elektroda E1 dan E2.
Secara historis, baja tahan karat duplex (DSS) pertama kali disebutkan secara resmi dimulai pada tahun 1927, ketika baja tersebut hanya digunakan untuk pengecoran tertentu dan tidak digunakan dalam sebagian besar aplikasi teknis karena kandungan karbonnya yang tinggi1.Namun selanjutnya, kandungan karbon standar diturunkan hingga nilai maksimum 0,03%, dan baja ini banyak digunakan di berbagai bidang2,3.DSS adalah keluarga paduan dengan jumlah ferit dan austenit yang kira-kira sama.Penelitian telah menunjukkan bahwa fase feritik dalam DSS memberikan perlindungan yang sangat baik terhadap retak korosi tegangan (SCC) yang diinduksi klorida, yang merupakan masalah penting bagi baja tahan karat austenitik (ASS) di abad ke-20.Di sisi lain, di beberapa industri teknik dan industri lainnya4, permintaan terhadap penyimpanan meningkat hingga 20% per tahun.Baja inovatif dengan struktur austenitik-feritik dua fase ini dapat diperoleh melalui pemilihan komposisi yang sesuai, pemurnian fisik-kimia, dan termomekanis.Dibandingkan dengan baja tahan karat fase tunggal, DSS memiliki kekuatan luluh yang lebih tinggi dan kemampuan yang unggul untuk menahan SCC5, 6, 7, 8. Struktur dupleks memberikan baja ini kekuatan, ketangguhan, dan peningkatan ketahanan korosi yang tak tertandingi di lingkungan agresif yang mengandung asam, asam klorida, air laut dan bahan kimia korosif9.Karena fluktuasi harga tahunan paduan nikel (Ni) di pasar umum, struktur DSS, khususnya jenis nikel rendah (lean DSS), telah mencapai banyak pencapaian luar biasa dibandingkan dengan besi face centered cube (FCC)10, 11. Yang utama Masalah desain ASE adalah bahwa mereka mengalami berbagai kondisi yang keras.Oleh karena itu, berbagai departemen teknik dan perusahaan mencoba untuk mempromosikan baja tahan karat nikel rendah (Ni) alternatif yang memiliki kinerja yang sama atau lebih baik daripada ASS tradisional dengan kemampuan las yang sesuai dan digunakan dalam aplikasi industri seperti penukar panas air laut dan industri kimia.wadah 13 untuk lingkungan dengan konsentrasi klorida yang tinggi.
Dalam kemajuan teknologi modern, produksi las memegang peranan penting.Biasanya, anggota struktur DSS disambung dengan las busur berpelindung gas atau las busur berpelindung gas.Pengelasan terutama dipengaruhi oleh komposisi elektroda yang digunakan untuk pengelasan.Elektroda las terdiri dari dua bagian: logam dan fluks.Paling sering, elektroda dilapisi dengan fluks, campuran logam yang, ketika terurai, melepaskan gas dan membentuk terak pelindung untuk melindungi lasan dari kontaminasi, meningkatkan stabilitas busur, dan menambahkan komponen paduan untuk meningkatkan kualitas pengelasan14 .Besi cor, aluminium, baja tahan karat, baja ringan, baja berkekuatan tinggi, tembaga, kuningan, dan perunggu adalah beberapa logam elektroda las, sedangkan selulosa, serbuk besi, dan hidrogen adalah beberapa bahan fluks yang digunakan.Terkadang natrium, titanium, dan kalium juga ditambahkan ke dalam campuran fluks.
Beberapa peneliti telah mencoba mempelajari pengaruh konfigurasi elektroda pada integritas mekanik dan korosi struktur baja yang dilas.Singh dkk.15 menyelidiki pengaruh komposisi fluks pada perpanjangan dan kekuatan tarik las yang dilas dengan pengelasan busur terendam.Hasil penelitian menunjukkan bahwa CaF2 dan NiO menjadi penentu utama kekuatan tarik dibandingkan dengan keberadaan FeMn.Chirag et al.16 menyelidiki senyawa SMAW dengan memvariasikan konsentrasi rutil (TiO2) dalam campuran fluks elektroda.Ditemukan bahwa sifat kekerasan mikro meningkat karena peningkatan persentase dan migrasi karbon dan silikon.Kumar [17] mempelajari desain dan pengembangan fluks diaglomerasi untuk pengelasan busur terendam lembaran baja.Nwigbo dan Atuanya18 menyelidiki penggunaan pengikat natrium silikat yang kaya kalium untuk produksi fluks pengelasan busur dan menemukan lasan dengan kekuatan tarik tinggi 430 MPa dan struktur butiran yang dapat diterima.Lothongkum dkk.19 menggunakan metode potensiokinetik untuk mempelajari fraksi volume austenit dalam baja tahan karat dupleks 28Cr–7Ni–O–0,34N dalam larutan NaCl jenuh udara pada konsentrasi 3,5% berat.dalam kondisi pH.dan 27°C.Baja tahan karat dupleks dan mikro dupleks menunjukkan efek nitrogen yang sama terhadap perilaku korosi.Nitrogen tidak mempengaruhi potensi atau laju korosi pada pH 7 dan 10, namun potensi korosi pada pH 10 lebih rendah dibandingkan pada pH 7. Sebaliknya, pada semua tingkat pH yang diteliti, potensi mulai meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan nitrogen. .Lacerda dkk.20 mempelajari pitting baja tahan karat dupleks UNS S31803 dan UNS S32304 dalam larutan NaCl 3,5% menggunakan polarisasi potensiodinamik siklik.Dalam larutan NaCl 3,5% berat, tanda-tanda lubang ditemukan pada dua pelat baja yang diselidiki.Baja UNS S31803 memiliki potensi korosi (Ecorr), potensi pitting (Epit) dan ketahanan polarisasi (Rp) yang lebih tinggi dibandingkan baja UNS S32304.Baja UNS S31803 memiliki repasitas yang lebih tinggi dibandingkan baja UNS S32304.Menurut sebuah penelitian oleh Jiang et al.[21], puncak reaktivasi yang sesuai dengan fase ganda (fase austenit dan ferit) baja tahan karat dupleks mencakup hingga 65% komposisi ferit, dan kerapatan arus reaktivasi ferit meningkat seiring dengan bertambahnya waktu perlakuan panas.Telah diketahui bahwa fase austenitik dan feritik menunjukkan reaksi elektrokimia yang berbeda pada potensial elektrokimia yang berbeda21,22,23,24.Abdo dkk.25 menggunakan pengukuran potensiodinamik spektroskopi polarisasi dan spektroskopi impedansi elektrokimia untuk mempelajari korosi yang diinduksi secara elektrokimia pada paduan DSS 2205 yang dilas laser dalam air laut buatan (3,5% NaCl) dalam kondisi keasaman dan alkalinitas yang bervariasi.Korosi pitting diamati pada permukaan terbuka dari spesimen DSS yang diuji.Berdasarkan temuan ini, ditemukan bahwa terdapat hubungan proporsional antara pH media pelarut dan ketahanan film yang terbentuk dalam proses transfer muatan, yang secara langsung mempengaruhi pembentukan pitting dan spesifikasinya.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memahami bagaimana komposisi elektroda las yang baru dikembangkan mempengaruhi integritas mekanis dan ketahanan aus DSS 2205 yang dilas dalam lingkungan NaCl 3,5%.
Mineral fluks (bahan) yang digunakan dalam formulasi pelapis elektroda adalah Kalsium Karbonat (CaCO3) dari Distrik Obajana, Negara Bagian Kogi, Nigeria, Kalsium Fluorida (CaF2) dari Negara Bagian Taraba, Nigeria, Silikon Dioksida (SiO2), Serbuk Talc (Mg3Si4O10(OH ) )2) dan rutil (TiO2) diperoleh dari Jos, Nigeria, dan kaolin (Al2(OH)4Si2O5) diperoleh dari Kankara, Negara Bagian Katsina, Nigeria.Kalium silikat digunakan sebagai bahan pengikat, diperoleh dari India.
Seperti ditunjukkan pada Tabel 1, oksida-oksida penyusunnya ditimbang secara independen pada timbangan digital.Kemudian dicampur dengan pengikat kalium silikat (23% berat) dalam mixer listrik (model: 641-048) dari Indian Steel and Wire Products Ltd. (ISWP) selama 30 menit untuk mendapatkan pasta semi-padat yang homogen.Fluks campuran basah ditekan menjadi bentuk silinder dari mesin briket dan dimasukkan ke dalam ruang ekstrusi pada tekanan 80 hingga 100 kg/cm2, dan dari ruang umpan kawat dimasukkan ke dalam ekstruder kawat tahan karat berdiameter 3,15 mm.Fluks dimasukkan melalui sistem nosel/mati dan disuntikkan ke dalam ekstruder untuk mengeluarkan elektroda.Diperoleh faktor cakupan sebesar 1,70 mm, dimana faktor cakupan didefinisikan sebagai rasio diameter elektroda terhadap diameter untai.Kemudian elektroda yang dilapisi dikeringkan di udara selama 24 jam dan kemudian dikalsinasi dalam tungku peredam (model PH-248-0571/5448) pada suhu 150–250 °C\(-\) selama 2 jam.Gunakan persamaan tersebut untuk menghitung alkalinitas aliran.(1) 26;
Stabilitas termal sampel fluks komposisi E1 dan E2 ditentukan dengan menggunakan analisis termogravimetri (TGA).Sampel sekitar 25,33 mg fluks dimasukkan ke dalam TGA untuk dianalisis.Percobaan dilakukan dalam media inert yang diperoleh dengan aliran N2 kontinyu dengan kecepatan 60 ml/menit.Sampel dipanaskan dari 30°C hingga 1000°C dengan laju pemanasan 10°C/menit.Mengikuti metode yang disebutkan oleh Wang et al.27, Xu et al.28 dan Dagwa et al.29, dekomposisi termal dan kehilangan berat sampel pada suhu tertentu dinilai dari plot TGA.
Proses dua pelat DSS berukuran 300 x 60 x 6 mm untuk persiapan penyolderan.Alur V dirancang dengan celah akar 3 mm, lubang akar 2 mm, dan sudut alur 60°.Piring kemudian dibilas dengan aseton untuk menghilangkan kemungkinan kontaminan.Pengelasan pelat menggunakan shielded metal arc welder (SMAW) dengan polaritas positif elektroda arus searah (DCEP) menggunakan elektroda berlapis (E1 dan E2) dan elektroda referensi (C) dengan diameter 3,15 mm.Pemesinan Pelepasan Listrik (EDM) (Model: Excetek-V400) digunakan pada mesin spesimen baja yang dilas untuk pengujian mekanis dan karakterisasi korosi.Tabel 2 menunjukkan contoh kode dan deskripsi, dan Tabel 3 menunjukkan berbagai parameter operasi pengelasan yang digunakan untuk mengelas papan DSS.Persamaan (2) digunakan untuk menghitung masukan panas yang sesuai.
Menggunakan spektrometer emisi optik (OES) Bruker Q8 MAGELLAN dengan panjang gelombang 110 hingga 800 nm dan perangkat lunak database SQL, komposisi kimia sambungan las elektroda E1, E2 dan C, serta sampel logam dasar, ditentukan.menggunakan celah antara elektroda dan sampel logam yang diuji. Menghasilkan energi listrik dalam bentuk percikan api.Sampel komponen diuapkan dan disemprotkan, diikuti dengan eksitasi atom, yang kemudian memancarkan spektrum garis tertentu31.Untuk analisis kualitatif sampel, tabung photomultiplier mengukur keberadaan spektrum khusus untuk setiap elemen, serta intensitas spektrum.Kemudian gunakan persamaan tersebut untuk menghitung angka resistansi pitting setara (PREN).(3) Rasio 32 dan diagram keadaan WRC 1992 digunakan untuk menghitung ekuivalen kromium dan nikel (Creq dan Nieq) dari persamaan.(4) dan (5) masing-masing berjumlah 33 dan 34;
Perlu diketahui bahwa PREN hanya memperhitungkan dampak positif dari tiga unsur utama Cr, Mo dan N, sedangkan faktor nitrogen x berada pada kisaran 16-30.Biasanya, x dipilih dari daftar 16, 20, atau 30. Dalam penelitian tentang baja tahan karat dupleks, nilai antara 20 paling sering digunakan untuk menghitung nilai PREN35,36.
Sambungan las yang dibuat menggunakan elektroda berbeda diuji tarik pada mesin uji universal (Instron 8800 UTM) pada laju regangan 0,5 mm/menit sesuai dengan ASTM E8-21.Kekuatan tarik (UTS), kekuatan luluh geser (YS) 0,2%, dan perpanjangan dihitung berdasarkan ASTM E8-2137.
Lasan DSS 2205 terlebih dahulu digiling dan dipoles menggunakan ukuran grit yang berbeda (120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000 dan 1200) sebelum analisis kekerasan.Spesimen las dibuat dengan elektroda E1, E2 dan C. Kekerasan diukur pada sepuluh (10) titik dari pusat las ke logam dasar dengan interval 1 mm.
Difraktometer sinar-X (D8 Discover, Bruker, Jerman) dikonfigurasikan dengan perangkat lunak Bruker XRD Commander untuk pengumpulan data dan radiasi Cu-K-α yang disaring Fe dengan energi 8,04 keV sesuai dengan panjang gelombang 1,5406 Å dan kecepatan pemindaian 3 ° Rentang pemindaian (2θ) min-1 adalah 38 hingga 103° untuk analisis fase dengan elektroda E1, E2 dan C dan BM yang terdapat pada las DSS.Metode penyempurnaan Rietveld digunakan untuk mengindeks fase konstituen menggunakan perangkat lunak MAUD yang dijelaskan oleh Lutterotti39.Berdasarkan ASTM E1245-03, analisis metalografi kuantitatif gambar mikroskopis sambungan las elektroda E1, E2 dan C dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Image J40.Hasil penghitungan fraksi volume fasa ferit-austenitik, nilai rata-rata dan deviasinya disajikan pada Tabel.5. Seperti yang ditunjukkan pada contoh konfigurasi pada gambar.6d, analisis mikroskop optik (OM) dilakukan pada PM dan sambungan las dengan elektroda E1 dan E2 untuk mempelajari morfologi sampel.Sampel dipoles dengan amplas silikon karbida (SiC) 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000 grit.Sampel kemudian dietsa secara elektrolitik dalam larutan asam oksalat berair 10% pada suhu kamar pada tegangan 5 V selama 10 detik dan ditempatkan pada mikroskop optik LEICA DM 2500 M untuk karakterisasi morfologi.Pemolesan sampel lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan kertas silikon karbida (SiC) 2500 grit untuk analisis SEM-BSE.Selain itu, sambungan las diperiksa struktur mikronya menggunakan mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan (SEM) resolusi ultra-tinggi (FEI NOVA NANOSEM 430, USA) yang dilengkapi dengan EMF.Sampel berukuran 20 × 10 × 6 mm digiling menggunakan berbagai amplas SiC dengan ukuran mulai dari 120 hingga 2500. Sampel dietsa secara elektrolitik dalam 40 g NaOH dan 100 ml air suling pada tegangan 5 V selama 15 detik, dan kemudian dipasang pada tempat sampel, yang terletak di ruang SEM, untuk menganalisis sampel setelah membersihkan ruang dengan nitrogen.Berkas elektron yang dihasilkan oleh filamen tungsten yang dipanaskan menciptakan kisi-kisi pada sampel untuk menghasilkan gambar pada berbagai perbesaran, dan hasil EMF diperoleh dengan menggunakan metode Roche et al.41 dan Mokobi 42 .
Metode polarisasi potensiodinamik elektrokimia menurut ASTM G59-9743 dan ASTM G5-1444 digunakan untuk mengevaluasi potensi degradasi pelat DSS 2205 yang dilas dengan elektroda E1, E2 dan C dalam lingkungan NaCl 3,5%.Tes elektrokimia dilakukan dengan menggunakan peralatan Potentiostat-Galvanostat/ZRA yang dikendalikan komputer (model: PC4/750, Gamry Instruments, USA).Pengujian elektrokimia dilakukan pada tiga pengaturan pengujian elektroda: DSS 2205 sebagai elektroda kerja, elektroda kalomel jenuh (SCE) sebagai elektroda referensi dan batang grafit sebagai elektroda lawan.Pengukuran dilakukan dengan menggunakan sel elektrokimia yang luas daerah kerja larutannya adalah luas elektroda kerja 0,78 cm2.Pengukuran dilakukan antara potensial -1,0 V hingga +1,6 V pada OCP yang telah distabilkan sebelumnya (relatif terhadap OCP) pada kecepatan pemindaian 1,0 mV/s.
Uji suhu kritis lubang elektrokimia dilakukan dalam NaCl 3,5% untuk mengevaluasi ketahanan lubang las yang dibuat dengan elektroda E1, E2, dan C.secara jelas mengenai potensial pitting pada PB (antara daerah pasif dan transpasif), dan spesimen yang dilas dengan E1, E2, Elektroda C. Oleh karena itu, pengukuran CPT dilakukan untuk mengetahui secara akurat potensi pitting bahan habis las.Pengujian CPT dilakukan sesuai dengan laporan las baja tahan karat dupleks45 dan ASTM G150-1846.Dari masing-masing baja yang akan dilas (S-110A, E1-110A, E2-90A), dilakukan pemotongan sampel dengan luas 1 cm2, meliputi zona alas, las, dan HAZ.Sampel dipoles menggunakan amplas dan bubur bubuk alumina 1 µm sesuai dengan prosedur persiapan sampel metalografi standar.Setelah dipoles, sampel dibersihkan secara ultrasonik dalam aseton selama 2 menit.Larutan uji NaCl 3,5% ditambahkan ke sel uji CPT dan suhu awal diatur hingga 25°C menggunakan termostat (Neslab RTE-111).Setelah mencapai suhu pengujian awal 25°C, gas Ar ditiupkan selama 15 menit, kemudian sampel dimasukkan ke dalam sel, dan diukur OCF selama 15 menit.Sampel kemudian dipolarisasi dengan memberikan tegangan 0,3 V pada suhu awal 25°C, dan arus diukur selama 10 menit45.Mulailah memanaskan larutan dengan kecepatan 1 °C/menit hingga 50 °C.Selama pemanasan larutan uji, sensor suhu digunakan untuk terus memantau suhu larutan dan menyimpan data waktu dan suhu, dan potensiostat/galvanostat digunakan untuk mengukur arus.Elektroda grafit digunakan sebagai elektroda lawan, dan semua potensial diukur relatif terhadap elektroda referensi Ag/AgCl.Pembersihan argon dilakukan selama pengujian.
Pada gambar.Gambar 1 menunjukkan komposisi (dalam persen berat) komponen fluks F1 dan F2 yang masing-masing digunakan untuk produksi elektroda basa (E1) dan asam (E2).Indeks kebasaan fluks digunakan untuk memprediksi sifat mekanik dan metalurgi sambungan las.F1 adalah komponen fluks yang digunakan untuk melapisi elektroda E1, disebut fluks basa karena indeks basanya > 1,2 (yaitu 2,40), dan F2 adalah fluks yang digunakan untuk melapisi elektroda E2, disebut fluks asam karena kebasaannya. indeks <0,9 (yaitu 2,40).0,40).Jelas bahwa elektroda yang dilapisi dengan fluks basa dalam banyak kasus memiliki sifat mekanik yang lebih baik daripada elektroda yang dilapisi dengan fluks asam.Karakteristik ini merupakan fungsi dari dominasi oksida basa dalam sistem komposisi fluks untuk elektroda E1.Sebaliknya, penghilangan terak (keterpisahan) dan percikan rendah yang diamati pada sambungan las dengan elektroda E2 merupakan karakteristik elektroda dengan lapisan fluks asam dengan kandungan rutil yang tinggi.Pengamatan ini konsisten dengan temuan Gill47 bahwa pengaruh kandungan rutil pada kemampuan melepaskan terak dan rendahnya percikan elektroda berlapis fluks asam berkontribusi terhadap pembekuan terak yang cepat.Kaolin dalam sistem fluks yang digunakan untuk melapisi elektroda E1 dan E2 digunakan sebagai pelumas, dan bedak talk meningkatkan kemampuan ekstrudabilitas elektroda.Pengikat kalium silikat dalam sistem fluks berkontribusi terhadap pengapian busur dan stabilitas kinerja yang lebih baik, dan, selain sifat perekatnya, meningkatkan pemisahan terak dalam produk yang dilas.Karena CaCO3 merupakan pemecah jaring (slag breaker) pada fluks dan cenderung menghasilkan banyak asap pada saat pengelasan akibat dekomposisi termal menjadi CaO dan sekitar 44% CO2, maka TiO2 (sebagai pembentuk jaring/pembentuk terak) membantu mengurangi jumlah tersebut. asap selama pengelasan.pengelasan dan dengan demikian meningkatkan kemampuan pelepasan terak seperti yang disarankan oleh Jing dkk.48.Fluks Fluor (CaF2) adalah fluks agresif secara kimia yang meningkatkan kebersihan solder.Jastrzębska dkk.49 melaporkan pengaruh komposisi fluorida dari komposisi fluks ini pada sifat kebersihan las.Biasanya, fluks ditambahkan ke area las untuk meningkatkan stabilitas busur, menambahkan elemen paduan, membangun terak, meningkatkan produktivitas, dan meningkatkan kualitas kolam las50.
Kurva TGA-DTG ditunjukkan pada Gambar.Gambar 2a dan 2b menunjukkan penurunan berat tiga tahap pada pemanasan pada kisaran suhu 30–1000°C dalam atmosfer nitrogen.Hasil pada Gambar 2a dan b menunjukkan bahwa untuk sampel fluks basa dan asam, kurva TGA turun lurus ke bawah hingga akhirnya sejajar dengan sumbu suhu, masing-masing sekitar 866,49°C dan 849,10°C.Penurunan berat sebesar 1,30% dan 0,81% pada awal kurva TGA pada Gambar 2a dan 2b disebabkan oleh kelembapan yang diserap oleh komponen fluks, serta penguapan dan dehidrasi kelembapan permukaan.Dekomposisi utama sampel fluks utama pada tahap kedua dan ketiga pada gambar.2a terjadi pada rentang suhu 619,45°C–766,36°C dan 766,36°C–866,49°C dengan persentase penurunan bobot masing-masing sebesar 2,84 dan 9,48%., masing-masing.Sedangkan untuk sampel fluks asam pada Gambar 7b, yang berada pada rentang suhu 665,23°C–745,37°C dan 745,37°C–849,10°C, persentase penurunan beratnya masing-masing adalah 0,81 dan 6,73%, yang disebabkan oleh dekomposisi termal.Karena komponen fluks bersifat anorganik, zat yang mudah menguap terbatas pada campuran fluks.Oleh karena itu, reduksi dan oksidasi sangat buruk.Hal ini konsisten dengan hasil Balogun dkk.51, Kamli dkk.52 dan Adeleke dkk.53.Jumlah kehilangan massa sampel fluks yang diamati pada gambar.2a dan 2b masing-masing sebesar 13,26% dan 8,43%.Kehilangan massa sampel fluks yang lebih sedikit pada gambar.Gambar 2b disebabkan oleh tingginya titik leleh TiO2 dan SiO2 (masing-masing 1843 dan 1710°C) sebagai oksida utama yang membentuk campuran fluks54,55, sedangkan TiO2 dan SiO2 memiliki titik leleh yang lebih rendah.titik leleh Oksida primer: CaCO3 (825 °C) dalam sampel fluks pada gambar.2a56.Perubahan titik leleh oksida primer dalam campuran fluks ini dilaporkan dengan baik oleh Shi et al.54, Ringdalen et al.55 dan Du et al.56.Mengamati penurunan berat terus menerus pada Gambar 2a dan 2b, dapat disimpulkan bahwa sampel fluks yang digunakan dalam pelapis elektroda E1 dan E2 mengalami dekomposisi satu langkah, seperti yang disarankan oleh Brown57.Kisaran suhu proses dapat dilihat dari kurva turunan (wt%) pada gambar.2a dan b.Karena kurva TGA tidak dapat secara akurat menggambarkan suhu spesifik di mana sistem fluks mengalami perubahan fasa dan kristalisasi, maka turunan TGA digunakan untuk menentukan nilai suhu yang tepat dari setiap fenomena (perubahan fasa) sebagai puncak endotermik untuk mempersiapkan sistem fluks.
Kurva TGA-DTG menunjukkan dekomposisi termal dari (a) fluks basa untuk pelapis elektroda E1 dan (b) fluks asam untuk pelapis elektroda E2.
Tabel 4 menunjukkan hasil analisis spektrofotometri dan analisis SEM-EDS logam dasar DSS 2205 dan las yang dibuat menggunakan elektroda E1, E2 dan C.E1 dan E2 menunjukkan kandungan kromium (Cr) menurun tajam menjadi 18,94 dan 17,04%, serta kandungan molibdenum (Mo) masing-masing 0,06 dan 0,08%.nilai las dengan elektroda E1 dan E2 lebih rendah.Hal ini sedikit sejalan dengan nilai PREN yang dihitung untuk fase feritik-austenitik dari analisis SEM-EDS.Oleh karena itu, terlihat bahwa pitting dimulai pada tahap dengan nilai PREN yang rendah (lasan dari E1 dan E2), pada dasarnya seperti dijelaskan pada Tabel 4. Hal ini menunjukkan penipisan dan kemungkinan pengendapan paduan dalam lasan.Selanjutnya, penurunan kandungan elemen paduan Cr dan Mo pada lasan yang dihasilkan menggunakan elektroda E1 dan E2 serta nilai setara pitting rendah (PREN) ditunjukkan pada Tabel 4, yang menimbulkan masalah dalam menjaga ketahanan di lingkungan agresif, khususnya. di lingkungan klorida.-mengandung lingkungan.Kandungan nikel (Ni) yang relatif tinggi yaitu 11,14% dan batas kandungan mangan yang diijinkan pada sambungan las elektroda E1 dan E2 mungkin berdampak positif pada sifat mekanik pengelasan yang digunakan dalam kondisi simulasi air laut (Gbr. 3 ).dibuat menggunakan karya Yuan dan Oy58 dan Jing et al.48 tentang pengaruh komposisi nikel dan mangan yang tinggi pada peningkatan sifat mekanik struktur las DSS dalam kondisi pengoperasian yang parah.
Hasil uji tarik untuk (a) UTS dan sag YS 0,2% dan (b) perpanjangan seragam dan penuh serta simpangan bakunya.
Sifat kekuatan bahan dasar (BM) dan sambungan las yang dibuat dari elektroda yang dikembangkan (E1 dan E2) dan elektroda yang tersedia secara komersial (C) dievaluasi pada dua arus pengelasan berbeda yaitu 90 A dan 110 A. 3(a) dan (b) tampilkan UTS, YS dengan offset 0,2%, beserta data elongasi dan simpangan bakunya.Hasil offset UTS dan YS sebesar 0,2% diperoleh dari Gambar.Gambar 3a menunjukkan nilai optimal untuk sampel no.1 (BM), contoh no.3 (las E1), sampel no.5 (las E2) dan sampel no.6 (lasan dengan C) masing-masing adalah 878 dan 616 MPa, 732 dan 497 MPa, 687 dan 461 MPa dan 769 dan 549 MPa, serta standar deviasinya masing-masing.Dari gambar.110 A) adalah sampel bernomor 1, 2, 3, 6 dan 7, dengan sifat tarik minimum yang direkomendasikan melebihi 450 MPa pada uji tarik dan 620 MPa pada uji tarik yang diusulkan oleh Grocki32.Perpanjangan benda uji las dengan elektroda E1, E2 dan C yang diwakili oleh benda uji No. 2, No. 3, No. 4, No. 5, No. 6 dan No. 7, pada arus pengelasan 90 A dan 110 A, masing-masing mencerminkan plastisitas dan kejujuran.kaitannya dengan logam dasar.Perpanjangan yang lebih rendah dijelaskan oleh kemungkinan cacat pengelasan atau komposisi fluks elektroda (Gbr. 3b).Dapat disimpulkan bahwa baja tahan karat dupleks BM dan sambungan las dengan elektroda E1, E2 dan C secara umum memiliki sifat tarik yang jauh lebih tinggi karena kandungan nikelnya yang relatif tinggi (Tabel 4), tetapi sifat ini diamati pada sambungan las.E2 yang kurang efektif diperoleh dari komposisi fluks yang bersifat asam.Gunn59 mendemonstrasikan efek paduan nikel pada peningkatan sifat mekanik sambungan las dan mengendalikan keseimbangan fasa dan distribusi elemen.Hal ini sekali lagi menegaskan fakta bahwa elektroda yang dibuat dari komposisi fluks basa mempunyai sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan elektroda yang dibuat dari campuran fluks asam, seperti yang dikemukakan oleh Bang dkk.60.Dengan demikian, kontribusi yang signifikan telah diberikan terhadap pengetahuan yang ada tentang sifat sambungan las dari elektroda berlapis baru (E1) dengan sifat tarik yang baik.
Pada gambar.Gambar 4a dan 4b menunjukkan karakteristik kekerasan mikro Vickers sampel percobaan sambungan las elektroda E1, E2 dan C. Gambar 4a menunjukkan hasil kekerasan yang diperoleh dari satu arah sampel (dari WZ ke BM), dan pada gambar.Gambar 4b menunjukkan hasil kekerasan yang diperoleh pada kedua sisi sampel.Nilai kekerasan yang diperoleh pada saat pengelasan sampel No. 2, 3, 4 dan 5 yang merupakan sambungan las dengan elektroda E1 dan E2, mungkin disebabkan oleh adanya struktur berbutir kasar pada saat pemadatan dalam siklus pengelasan.Peningkatan kekerasan yang tajam diamati baik pada HAZ berbutir kasar maupun HAZ berbutir halus dari semua sampel No. 2-7 (lihat kode sampel pada Tabel 2), yang dapat dijelaskan oleh kemungkinan perubahan struktur mikro. hasil las akibat sampel las kromium yang kaya akan emisi (Cr23C6) .Dibandingkan dengan sampel las lainnya 2, 3, 4 dan 5, nilai kekerasan sambungan las sampel No. 6 dan 7 pada Gambar.4a dan 4b di atas (Tabel 2).Menurut Mohammed dkk.61 dan Nowacki dan Lukoje62, hal ini mungkin disebabkan oleh nilai ferit δ yang tinggi dan tegangan sisa yang terinduksi pada lasan, serta berkurangnya elemen paduan seperti Mo dan Cr pada lasan.Nilai kekerasan dari semua sampel eksperimental di area BM tampaknya konsisten.Tren hasil analisis kekerasan spesimen yang dilas konsisten dengan kesimpulan peneliti lain61,63,64.
Nilai kekerasan sambungan las benda uji DSS (a) setengah bagian benda uji yang dilas dan (b) seluruh bagian sambungan las.
Berbagai fase yang ada dalam DSS 2205 yang dilas dengan elektroda E1, E2 dan C diperoleh dan spektrum XRD untuk sudut difraksi 2\(\theta\) ditunjukkan pada Gambar. 5. Puncak austenit (\(\gamma\) ) dan fase ferit (\(\alpha\)) diidentifikasi pada sudut difraksi 43° dan 44°, yang secara meyakinkan menegaskan bahwa komposisi las adalah baja tahan karat 65 dua fase.bahwa DSS BM hanya menunjukkan fase austenitik (\(\gamma\)) dan feritik (\(\alpha\)), membenarkan hasil mikrostruktur yang disajikan pada Gambar 1 dan 2. 6c, 7c dan 9c.Fasa feritik (\(\alpha\)) yang diamati dengan DSS BM dan puncak yang tinggi pada pengelasan ke elektroda C merupakan indikasi ketahanan korosi, karena fase ini bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi baja, seperti yang dilakukan Davison dan Redmond66 menyatakan, kehadiran elemen penstabil ferit, seperti Cr dan Mo, secara efektif menstabilkan lapisan pasif material di lingkungan yang mengandung klorida.Tabel 5 menunjukkan fase ferit-austenitik dengan metalografi kuantitatif.Rasio fraksi volume fase ferit-austenitik pada sambungan las elektroda C dicapai kira-kira (≈1:1).Komposisi fasa ferit rendah (\(\alpha\)) dari pengelasan menggunakan elektroda E1 dan E2 dalam hasil fraksi volume (Tabel 5) menunjukkan kemungkinan sensitivitas terhadap lingkungan korosif, yang dikonfirmasi oleh analisis elektrokimia.dikonfirmasi (Gbr. 10a,b)), karena fase ferit memberikan kekuatan dan perlindungan yang tinggi terhadap retak korosi tegangan akibat klorida.Hal ini selanjutnya dikonfirmasi oleh rendahnya nilai kekerasan yang diamati pada las elektroda E1 dan E2 pada gambar.4a,b, yang disebabkan oleh rendahnya proporsi ferit dalam struktur baja (Tabel 5).Kehadiran fase austenitik (\(\gamma\)) dan feritik (\(\alpha\)) yang tidak seimbang pada sambungan las menggunakan elektroda E2 menunjukkan kerentanan aktual baja terhadap serangan korosi yang seragam.Sebaliknya, spektrum XPA baja dua fase sambungan las dengan elektroda E1 dan C, bersama dengan hasil BM, biasanya menunjukkan adanya elemen penstabil austenitik dan feritik, yang menjadikan material tersebut berguna dalam konstruksi dan industri petrokimia. , karena dikemukakan Jimenez dkk.65;Davidson & Redmond66;Dukun dan lain-lain67.
Mikrograf optik sambungan las elektroda E1 dengan geometri las berbeda: (a) HAZ menunjukkan garis fusi, (b) HAZ menunjukkan garis fusi pada perbesaran lebih tinggi, (c) BM untuk fase feritik-austenitik, (d) geometri las , ( e) Menunjukkan zona transisi di dekatnya, (f) HAZ menunjukkan fase feritik-austenitik pada perbesaran yang lebih tinggi, (g) Zona las menunjukkan fase feritik-austenitik Fase tarik.
Mikrograf optik las elektroda E2 pada berbagai geometri las: (a) HAZ menunjukkan garis fusi, (b) HAZ menunjukkan garis fusi pada perbesaran lebih tinggi, (c) BM untuk fase curah feritik-austenitik, (d) geometri las, (e) ) menunjukkan zona transisi di sekitarnya, (f) HAZ menunjukkan fase feritik-austenitik pada perbesaran yang lebih tinggi, (g) zona pengelasan menunjukkan fase feritik-austenitik.
Gambar 6a–c dan, misalnya, menunjukkan struktur metalografi sambungan DSS yang dilas menggunakan elektroda E1 pada berbagai geometri pengelasan (Gambar 6d), yang menunjukkan di mana mikrograf optik diambil pada perbesaran berbeda.Pada gambar.6a, b, f – zona transisi sambungan las, menunjukkan struktur kesetimbangan fase ferit-austenit.Gambar 7a-c dan misalnya juga menunjukkan OM sambungan DSS yang dilas menggunakan elektroda E2 pada berbagai geometri pengelasan (Gambar 7d), mewakili titik analisis OM pada perbesaran berbeda.Pada gambar.Gambar 7a,b,f menunjukkan zona transisi sambungan las dalam kesetimbangan feritik-austenitik.OM di zona pengelasan (WZ) ditunjukkan pada gambar.1 dan gambar.2. Lasan masing-masing untuk elektroda E1 dan E2 6g dan 7g.OM pada BM ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2. Pada gambar.Gambar 6c, e dan 7c, e masing-masing menunjukkan kasus sambungan las dengan elektroda E1 dan E2.Daerah terang merupakan fasa austenit dan daerah hitam pekat merupakan fasa ferit.Kesetimbangan fase di zona yang terkena dampak panas (HAZ) dekat garis fusi menunjukkan pembentukan endapan Cr2N, seperti yang ditunjukkan pada mikrograf SEM-BSE pada Gambar.8a,b dan dikonfirmasi pada gambar.9a,b.Kehadiran Cr2N diamati dalam fase ferit sampel pada Gambar.8a,b dan dikonfirmasi oleh analisis titik SEM-EMF dan diagram garis EMF bagian yang dilas (Gbr. 9a-b), disebabkan oleh suhu panas pengelasan yang lebih tinggi.Sirkulasi mempercepat masuknya kromium dan nitrogen, karena suhu tinggi pada lasan meningkatkan koefisien difusi nitrogen.Hasil ini mendukung penelitian Ramirez dkk.68 dan Herenyu dkk.69 yang menunjukkan bahwa, berapa pun kandungan nitrogennya, Cr2N biasanya diendapkan pada butiran ferit, batas butir, dan batas α/\(\gamma\), sebagaimana juga dikemukakan oleh peneliti lain.70.71.
(a) analisis spot SEM-EMF (1, 2 dan 3) pada sambungan las dengan E2;
Morfologi permukaan sampel yang representatif dan EMF yang sesuai ditunjukkan pada Gambar.10a–c.Pada gambar.Gambar 10a dan 10b menunjukkan mikrograf SEM dan spektrum EMF sambungan las masing-masing menggunakan elektroda E1 dan E2 di zona pengelasan, dan pada gambar.10c menunjukkan mikrograf SEM dan spektrum EMF OM yang mengandung fase austenit (\(\gamma\)) dan ferit (\(\alpha\)) tanpa endapan apa pun.Seperti yang ditunjukkan dalam spektrum EDS pada Gambar 10a, persentase Cr (21,69% berat) dan Mo (2,65% berat) dibandingkan dengan 6,25% berat Ni memberikan gambaran keseimbangan yang sesuai dari fase ferit-austenitik.Struktur mikro dengan penurunan kandungan kromium (15,97 wt.%) dan molibdenum (1,06 wt.%) yang tinggi dibandingkan dengan kandungan nikel yang tinggi (10,08 wt.%) pada struktur mikro sambungan las elektroda E2, ditunjukkan pada ara.1. Bandingkan.Spektrum EMF 10b.Bentuk acicular dengan struktur austenitik berbutir halus terlihat pada WZ ditunjukkan pada gambar.Gambar 10b menegaskan kemungkinan penipisan elemen feritisasi (Cr dan Mo) dalam lasan dan pengendapan kromium nitrida (Cr2N) – fase austenitik.Distribusi partikel presipitasi sepanjang batas fase austenitik (\(\gamma\)) dan feritik (\(\alpha\)) sambungan las DSS menegaskan pernyataan ini72,73,74.Hal ini juga menghasilkan kinerja korosi yang buruk, karena Cr dianggap sebagai elemen utama untuk membentuk film pasif yang meningkatkan ketahanan korosi lokal baja59,75 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10b.Terlihat bahwa BM pada mikrograf SEM pada Gambar 10c menunjukkan kehalusan butiran yang kuat karena hasil spektrum EDSnya menunjukkan Cr (23,32 wt%), Mo (3,33 wt%) dan Ni (6,32 wt).%) sifat kimia yang baik.%) sebagai elemen paduan penting untuk memeriksa struktur mikro kesetimbangan fase ferit-austenitik struktur DSS76.Hasil analisis spektroskopi EMF komposisi sambungan las elektroda E1 membenarkan penggunaannya dalam konstruksi dan lingkungan yang sedikit agresif, karena pembentuk austenit dan penstabil ferit dalam struktur mikro mematuhi standar DSS AISI 220541.72 untuk sambungan las, 77.
Mikrograf SEM sambungan las, dimana (a) elektroda E1 pada zona pengelasan mempunyai spektrum EMF, (b) elektroda E2 pada zona pengelasan mempunyai spektrum EMF, (c) OM mempunyai spektrum EMF.
Dalam praktiknya, telah diamati bahwa las DSS mengeras dalam mode feritik penuh (mode F), dengan inti austenit berinti di bawah suhu solvus feritik, yang terutama bergantung pada rasio setara kromium terhadap nikel (Creq/Nieq) (> 1,95 merupakan mode F) Beberapa peneliti telah memperhatikan efek baja ini karena kemampuan difusi Cr dan Mo yang kuat sebagai elemen pembentuk ferit dalam fase ferit8078,79.Jelas bahwa DSS 2205 BM mengandung Cr dan Mo dalam jumlah tinggi (menunjukkan Creq lebih tinggi), namun memiliki kandungan Ni lebih rendah dibandingkan pengelasan dengan elektroda E1, E2 dan C, yang berkontribusi terhadap rasio Creq/Nieq lebih tinggi.Hal ini juga terlihat pada penelitian ini, seperti terlihat pada Tabel 4, dimana rasio Creq/Nieq ditentukan untuk DSS 2205 BM di atas 1,95.Dapat dilihat bahwa pengelasan dengan elektroda E1, E2 dan C masing-masing mengeras dalam mode austenitik-feritik (mode AF), mode austenitik (mode A) dan mode feritik-austenitik, karena kandungan mode curah (mode FA) yang lebih tinggi. .), seperti terlihat pada Tabel 4, kandungan Ni, Cr dan Mo pada lasan lebih sedikit, menunjukkan bahwa rasio Creq/Nieq lebih rendah dibandingkan BM.Ferit primer dalam las elektroda E2 memiliki morfologi ferit vermicular dan rasio Creq/Nieq yang ditentukan adalah 1,20 seperti dijelaskan pada Tabel 4.
Pada gambar.Gambar 11a menunjukkan Potensi Sirkuit Terbuka (OCP) versus waktu untuk struktur baja AISI DSS 2205 dalam larutan NaCl 3,5%.Terlihat bahwa kurva ORP bergeser ke arah potensial yang lebih positif, yang menunjukkan munculnya lapisan pasif pada permukaan sampel logam, penurunan potensial menunjukkan korosi umum, dan potensial yang hampir konstan dari waktu ke waktu menunjukkan pembentukan a film pasif dari waktu ke waktu., Permukaan sampel stabil dan memiliki Lengket 77. Kurva menggambarkan substrat eksperimental dalam kondisi stabil untuk semua sampel dalam elektrolit yang mengandung larutan NaCl 3,5%, kecuali sampel 7 (sambungan las dengan elektroda C), yang menunjukkan sedikit ketidakstabilan.Ketidakstabilan ini dapat dibandingkan dengan adanya ion klorida (Cl-) dalam larutan, yang dapat mempercepat reaksi korosi, sehingga meningkatkan derajat korosi.Pengamatan selama pemindaian OCP tanpa penerapan potensial menunjukkan bahwa Cl dalam reaksi dapat mempengaruhi ketahanan dan stabilitas termodinamika sampel di lingkungan agresif.Ma dkk.81 dan Lotho dkk.5 mengkonfirmasi klaim bahwa Cl- berperan dalam mempercepat degradasi film pasif pada substrat, sehingga berkontribusi terhadap keausan lebih lanjut.
Analisis elektrokimia sampel yang diteliti: (a) evolusi RSD bergantung pada waktu dan (b) polarisasi potensiodinamik sampel dalam larutan NaCl 3,5%.
Pada gambar.Gambar 11b menyajikan analisis komparatif kurva polarisasi potensiodinamik (PPC) sambungan las elektroda E1, E2 dan C di bawah pengaruh larutan NaCl 3,5%.Sampel BM yang dilas dalam PPC dan larutan NaCl 3,5% menunjukkan perilaku pasif.Tabel 5 menunjukkan parameter analisis elektrokimia sampel yang diperoleh dari kurva PPC, seperti Ecorr (potensi korosi) dan Epit (potensi korosi pitting) dan penyimpangan yang terkait.Dibandingkan dengan sampel lain No. 2 dan No. 5, dilas dengan elektroda E1 dan E2, sampel No. 1 dan No. 7 (BM dan sambungan las dengan elektroda C) menunjukkan potensi korosi lubang yang tinggi dalam larutan NaCl (Gbr. 11b ).Sifat pasif yang lebih tinggi dari baja dibandingkan dengan baja disebabkan oleh keseimbangan komposisi mikrostruktur baja (fase austenitik dan feritik) dan konsentrasi unsur paduan.Karena adanya fase ferit dan austenitik dalam struktur mikro, Resendea et al.82 mendukung perilaku pasif DSS di media yang agresif.Rendahnya kinerja sampel yang dilas dengan elektroda E1 dan E2 dapat dikaitkan dengan penipisan elemen paduan utama, seperti Cr dan Mo, di zona pengelasan (WZ), karena mereka menstabilkan fase ferit (Cr dan Mo), bertindak sebagai pasivator Paduan dalam fase austenitik baja teroksidasi.Pengaruh elemen-elemen ini terhadap ketahanan pitting lebih besar pada fase austenitik dibandingkan pada fase feritik.Oleh karena itu, fase feritik mengalami pasivasi lebih cepat dibandingkan fase austenitik yang terkait dengan daerah pasivasi pertama pada kurva polarisasi.Elemen-elemen ini memiliki dampak yang signifikan terhadap ketahanan pitting DSS karena ketahanan pittingnya lebih tinggi pada fase austenitik dibandingkan dengan fase feritik.Oleh karena itu, pasivasi cepat fasa ferit 81% lebih tinggi dibandingkan fasa austenit.Meskipun larutan Cl-in memiliki efek negatif yang kuat pada kemampuan pasif film baja83.Akibatnya, stabilitas film pasif sampel akan sangat berkurang84.Dari Tabel.Gambar 6 juga menunjukkan bahwa potensi korosi (Ecorr) sambungan las dengan elektroda E1 agak kurang stabil dalam larutan dibandingkan sambungan las dengan elektroda E2.Hal ini juga dibuktikan dengan rendahnya nilai kekerasan las menggunakan elektroda E1 dan E2 pada gambar.4a,b, hal ini disebabkan rendahnya kandungan ferit (Tabel 5) dan rendahnya kandungan kromium dan molibdenum (Tabel 4) pada struktur baja yang terbuat dari.Dapat disimpulkan bahwa ketahanan korosi baja di lingkungan laut simulasi meningkat dengan menurunnya arus pengelasan dan menurun dengan kandungan Cr dan Mo yang rendah serta kandungan ferit yang rendah.Pernyataan ini konsisten dengan penelitian Salim dkk.85 tentang pengaruh parameter pengelasan seperti arus pengelasan terhadap integritas korosi baja yang dilas.Saat klorida menembus baja melalui berbagai cara seperti penyerapan dan difusi kapiler, lubang (korosi lubang) dengan bentuk dan kedalaman yang tidak rata akan terbentuk.Mekanismenya berbeda secara signifikan pada larutan dengan pH lebih tinggi dimana gugus (OH-) di sekitarnya tertarik ke permukaan baja, menstabilkan lapisan pasif dan memberikan perlindungan tambahan pada permukaan baja25,86.Ketahanan korosi terbaik dari sampel No. 1 dan No. 7 terutama disebabkan oleh adanya sejumlah besar δ-ferit dalam struktur baja (Tabel 5) dan sejumlah besar Cr dan Mo (Tabel 4), karena tingkat korosi pitting terutama terdapat pada baja, yang dilas dengan metode DSS, dalam struktur fase austenitik pada bagian-bagiannya.Dengan demikian, komposisi kimia dari paduan memainkan peran yang menentukan dalam kinerja korosi sambungan las87,88.Selain itu, terlihat bahwa spesimen yang dilas menggunakan elektroda E1 dan C pada penelitian ini menunjukkan nilai Ecorr yang lebih rendah dari kurva PPC dibandingkan dengan yang dilas menggunakan elektroda E2 dari kurva OCP (Tabel 5).Oleh karena itu, wilayah anoda dimulai pada potensi yang lebih rendah.Perubahan ini terutama disebabkan oleh stabilisasi parsial lapisan pasivasi yang terbentuk pada permukaan sampel dan polarisasi katodik yang terjadi sebelum stabilisasi penuh OCP89 tercapai.Pada gambar.Gambar 12a dan b menunjukkan gambar profiler optik 3D dari spesimen yang terkorosi secara eksperimental dalam berbagai kondisi pengelasan.Dapat dilihat bahwa ukuran korosi pitting pada spesimen meningkat seiring dengan semakin rendahnya potensi korosi pitting yang dihasilkan oleh arus pengelasan yang tinggi yaitu 110 A (Gbr. 12b), sebanding dengan ukuran korosi pitting yang diperoleh untuk pengelasan dengan rasio arus pengelasan yang lebih rendah sebesar 90 A. (Gbr. 12a ).Hal ini menegaskan klaim Mohammed90 bahwa pita slip dibentuk pada permukaan sampel untuk menghancurkan film pasivasi permukaan dengan memaparkan substrat ke larutan NaCl 3,5% sehingga klorida mulai menyerang, menyebabkan bahan larut.
Analisis SEM-EDS pada Tabel 4 menunjukkan bahwa nilai PREN setiap fasa austenitik lebih tinggi dibandingkan nilai ferit pada seluruh lasan dan BM.Inisiasi pitting pada antarmuka ferit/austenit mempercepat penghancuran lapisan material pasif karena ketidakhomogenan dan segregasi elemen yang terjadi di area ini91.Berbeda dengan fase austenitik yang nilai pitting resistance equivalen (PRE)-nya lebih tinggi, inisiasi pitting pada fase feritik disebabkan oleh nilai PRE yang lebih rendah (Tabel 4).Fase austenit tampaknya mengandung sejumlah besar penstabil austenit (kelarutan nitrogen), yang memberikan konsentrasi lebih tinggi dari elemen ini dan, oleh karena itu, ketahanan yang lebih tinggi terhadap lubang92.
Pada gambar.Gambar 13 menunjukkan kurva temperatur pitting kritis untuk las E1, E2, dan C.Mengingat rapat arus meningkat menjadi 100 µA/cm2 karena pitting selama pengujian ASTM, jelas bahwa pengelasan @110A dengan E1 menunjukkan suhu kritis pitting minimum sebesar 27,5°C diikuti dengan penyolderan E2 @ 90A menunjukkan CPT sebesar 40 °C, dan untuk C@110A, CPT tertingginya adalah 41°C.Hasil pengamatan sesuai dengan hasil pengamatan uji polarisasi.
Sifat mekanik dan perilaku korosi las baja tahan karat dupleks diselidiki menggunakan elektroda E1 dan E2 baru.Elektroda basa (E1) dan elektroda asam (E2) yang digunakan dalam proses SMAW berhasil dilapisi dengan komposisi fluks dengan rasio cakupan keseluruhan sebesar 1,7 mm dan indeks alkali masing-masing sebesar 2,40 dan 0,40.Stabilitas termal fluks yang dibuat menggunakan TGA dalam media inert telah dievaluasi.Kehadiran kandungan TiO2 (%) yang tinggi dalam matriks fluks meningkatkan penghilangan terak lasan untuk elektroda yang dilapisi dengan fluks asam (E2) dibandingkan dengan elektroda yang dilapisi dengan fluks basa (E1).Meskipun dua elektroda berlapis (E1 dan E2) memiliki kemampuan pengasutan busur yang baik.Kondisi pengelasan, terutama masukan panas, arus dan kecepatan pengelasan, memainkan peran penting dalam mencapai keseimbangan fase austenit/ferit pada las DSS 2205 dan sifat mekanik las yang sangat baik.Sambungan yang dilas dengan elektroda E1 menunjukkan sifat tarik yang sangat baik (geser 0,2% YS = 497 MPa dan UTS = 732 MPa), menegaskan bahwa elektroda berlapis fluks basa memiliki indeks kebasaan yang tinggi dibandingkan dengan elektroda berlapis fluks asam.Elektroda menunjukkan sifat mekanik yang lebih baik dengan alkalinitas rendah.Jelas, pada sambungan las elektroda dengan lapisan baru (E1 dan E2), tidak ada keseimbangan fase ferit-austenitik, yang diungkapkan dengan menggunakan analisis OES dan SEM-EDS pada lasan dan diukur dengan fraksi volume dalam lasan.Metalografi mengkonfirmasi studi SEM mereka.struktur mikro.Hal ini terutama disebabkan oleh menipisnya elemen paduan seperti Cr dan Mo dan kemungkinan pelepasan Cr2N selama pengelasan, yang dikonfirmasi oleh pemindaian garis EDS.Hal ini semakin didukung oleh rendahnya nilai kekerasan yang diamati pada pengelasan dengan elektroda E1 dan E2 karena rendahnya proporsi elemen ferit dan paduan dalam struktur baja.Bukti Potensi Korosi (Ecorr) pada pengelasan yang menggunakan elektroda E1 terbukti sedikit kurang tahan terhadap korosi larutan dibandingkan dengan pengelasan yang menggunakan elektroda E2.Hal ini menegaskan efektivitas elektroda yang baru dikembangkan pada pengelasan yang diuji dalam lingkungan NaCl 3,5% tanpa komposisi paduan campuran fluks.Dapat disimpulkan bahwa ketahanan korosi di lingkungan laut yang disimulasikan meningkat seiring dengan menurunnya arus pengelasan.Dengan demikian, pengendapan karbida dan nitrida dan selanjutnya penurunan ketahanan korosi pada sambungan las menggunakan elektroda E1 dan E2 dijelaskan oleh peningkatan arus pengelasan, yang menyebabkan ketidakseimbangan keseimbangan fasa sambungan las dari baja tujuan ganda.
Berdasarkan permintaan, data untuk penelitian ini akan disediakan oleh masing-masing penulis.
Smook O., Nenonen P., Hanninen H. dan Liimatainen J. Struktur mikro baja tahan karat super dupleks yang dibentuk oleh metalurgi serbuk pengepresan isostatik panas dalam perlakuan panas industri.Logam.Alma mater.kesurupan.A 35, 2103. https://doi.org/10.1007/s11661-004-0158-9 (2004).
Kuroda T., Ikeuchi K. dan Kitagawa Y. Kontrol struktur mikro dalam penyambungan baja tahan karat modern.Dalam Pemrosesan Material Baru untuk Energi Elektromagnetik Tingkat Lanjut, 419–422 (2005).
Smook O. Struktur mikro dan sifat baja tahan karat super dupleks dari metalurgi serbuk modern.Institut Teknologi Kerajaan (2004)
Lotto, TR dan Babalola, P. Perilaku Korosi Polarisasi dan Analisis Mikrostruktur Komposit Matriks Aluminium dan Silikon Karbida AA1070 pada Konsentrasi Asam Klorida.Insinyur persuasif.4, 1. https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1422229 (2017).
Bonollo F., Tiziani A. dan Ferro P. Proses pengelasan, perubahan mikrostruktur dan sifat akhir baja tahan karat duplex dan super duplex.Baja tahan karat dupleks 141–159 (John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2013).
Kisasoz A., Gurel S. dan Karaaslan A. Pengaruh waktu anil dan laju pendinginan pada proses deposisi pada baja tahan korosi dua fase.Logam.ilmu.perawatan panas.57, 544. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9919-5 (2016).
Shrikant S, Saravanan P, Govindarajan P, Sisodia S dan Ravi K. Pengembangan baja tahan karat lean duplex (LDSS) dengan sifat mekanik dan korosi yang sangat baik di laboratorium.Almamater tingkat lanjut.tangki penyimpanan.794, 714 (2013).
Murkute P., Pasebani S. dan Isgor OB Sifat metalurgi dan elektrokimia lapisan kelongsong baja tahan karat super dupleks pada substrat baja ringan yang diperoleh dengan paduan laser dalam lapisan bubuk.ilmu.Ulangan 10, 10162. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67249-2 (2020).
Oshima, T., Khabara, Y. dan Kuroda, K. Upaya penghematan nikel dalam baja tahan karat austenitik.ISIJ Internasional 47, 359. https://doi.org/10.2355/isijinternational.47.359 (2007).
Oikawa W., Tsuge S. dan Gonome F. Pengembangan seri baru baja tahan karat lean duplex.NSSC 2120™, NSSC™ 2351. Laporan Teknis Baja NIPPON No.126 (2021).