خستگی حرارتی، خستگی مکانیکی، سایش و تغییر شکل پلاستیک دمای بالا، سازوکارهای اصلی فرسایش قالبهای فورج گرم است. سختپوشی مناطق تحت تمرکز تنش این قالبها، به وسیله سوپر آلیاژهای پایه کبالت از قبیل استلایت 6، تاثیر بسیار زیادی بر افزایش عمر قالبها و بهود عملکرد آنها دارد. سختی دمای بالا، مقاومت به گالینگ، مقاومت به خوردگی و اکسایش دمای بالا، مقاومت به سایش چسبان فلز به فلز و عدم بروز استحاله آلوتروپیک تا دمای 1100oC، از خواص عمده این آلیاژ به شمار می روند. فولاد H11 که کاربرد بسیار گسترده ای در ساخت قالبهای فورج گرم دارند، به علت برخورداری از عناصر آلیاژی و در نتیجه سختی پذیری بالا، از حساسیت زیادی نسبت به سرعتهای سرد شدن زیاد و ترک هیدروژنی (HIC) برخوردار است. به همین دلیل در این مقاله پارامترهای مختلف سختپوشی فولاد مذکور به وسیله آلیاژ استلایت 6 به روش TIG در شرایط انتقال حرارت سه بعدی، بررسی شده است. با توجه به نتایج حاصل، امکان سختکاری این فولاد پس از سختپوشی آن با استلایت 6 وجود نداشته و توصیه می شود دماهای پیشگرم و بین پاسی سیکل سختپوشی آن در محدود 310-370oC قرار داشته باشند. شدت جریان مناسب برای جوشکاری لایه اول با مفتولی به قطر 3.2mm، در حدود 80 الی 85 آمپر ارزیابی شده و لازم است برای حصول بیشینه سختی (41-42HRC) به وسیله سیکل مذکور، ضخامت لایه سختپوشی حداقل 3mm باشد. توصیه می شود انرژی ورودی سیکل جوشکاری کمتر از 455KJ/m بوده و Dt8®5 آن در محدوده 6-15.3s قرار داشته باشد. همچنین توصیه می شود عملیات پسگرم این فولاد در محدوده دمایی 425-500oC به مدت 1 ساعت به ازای هر 30mm ضخامت انجام شود.

دراین تحقیق، خواص مکانیکی جوش های غیرمشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی 347 AISI به فولادکم آلیاژ ASTM A335 با استفاده از روش قوسی تنگستن-گاز با قطبیت منفی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از دو فلز پرکننده ERNiCr-3 و ER309L استفاده شد. برای بدست آوردن ساختار مطلوب و خواص مکانیکی عالی در اتصالات مذکور، کنترل حرارت ورودی و عملیات حرارتی پیشگرم، از جمله پارامترهای موثر و قابل کنترل بود. ریزساختار فلزات پایه و فلزات جوش، با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت و برای بررسی سطوح شکست، از میکروسکوپ الکترونی روبشی1(SEM) استفاده شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که یک ساختار دو فازی شامل مناطق دندریتی و بین دندریتی در فلز جوش ERNiCr-3 با انجماد به صورت آستنیتی و در فلز جوش ER309L ساختاری شامل فریت اولیه استخوانی شکل در زمینه آستنیت مشاهده شد. همچنین خواص مکانیکی، شامل استحکام خمشی، استحکام کششی، مقاومت در برابر ضربه، سختی و نیز شکست نگاری نمونه ها بررسی شد. در آزمایش کشش تمامی نمونه ها، از منطقه 2HAZ فلز پایه فولادکم آلیاژ 335A و به صورت نرم دچار شکست شدند.

در این پژوهش، ریزساختار جوش های نا مشابه فولاد زنگ نزن آستنیتی ISI 347 به فولاد کم آلیاژ ASTMA335 با استفاده از روش قوسی تنگستن - گاز با قطبیت منفی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از دو فلز پرکننده ERNiCr-3 و ER309L استفاده شد. پس از جوشکاری، ریز ساختار مناطق گوناگون هر اتصال شامل فلزات جوش، مناطق متاثر از حرارت (HAZ)، فصل مشترک ها و مناطق مخلوط نشده (UMZ) با میکروسکوپ نوری بررسی شد. برای بررسی رسوبات و سطوح شکست ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم اسپکتروسکوپی انرژی پراکنده (EDS) استفاده شد. بررسی های ریزساختاری نشان دادند که یک ساختار دو فازی شامل مناطق دندریتی و بین دندریتی در فلز جوش ERNiCr-3 با انجماد آستنیت اولیه و ساختاری شامل فریت اولیه استخوانی شکل در زمینه آستنیت در فلز جوش ER309L تشکیل شده است. در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد زنگ نزن آستنیتی 347 رشد رونشستی و در فصل مشترک فلزات پرکننده با فولاد کم آلیاژ A335 منطقه ای باریک مشاهده شد. هم چنین، در منطقه HAZ هر دو فلز پایه، درشت شدن دانه ها رخ داد. مقاومت در برابر ضربه در مقطع جوش و نیز شکست نگاری نمونه ها بررسی شد. بیش ترین مقدار انرژی شکست، مربوط به فلز جوش ERNiCr-3 بود. در نهایت، می توان نتیجه گرفت که برای اتصالات بین فلز پایه فولاد زنگ نزن آستنیتی 347 و فولاد کم آلیاژ A335، ماده پرکننده ERNiCr-3 ویژگی های بهینه ای را ارائه می دهد.

در این پژوهش با استفاده از آبکاری الکتریکی به دو روش جریان مستقیم (DC) و منقطع (Pulse)، پوششهای آلیاژی روی - نیکل روی ورقه های فولادی ایجاد شد. آن گاه پوششهای پدید آمده از نظر توپوگرافی، ساختار، ترکیب شیمیایی، یکسانی ضخامت، سختی و رفتار خوردگی مورد بررسی قرار گرفتند. یافته های تحقیق نشان می دهد ضخامت پوششهای حاصل از روش منقطع نسبتا یکنواخت است. افزایش درصد زمان روشن و نیز کاهش چگالی جریان، باعث افزایش درصد نیکل و سختی این پوششها خواهد شد. نتایج حاصل از تاثیر عوامل زمان روشن و فرکانس بر روی دانه بندی و ساختار پوشش نشان می دهد که کاهش این دو عامل باعث ریزتر شدن ساختار می شود. بررسی رفتار خوردگی پوششها نشان می دهد پوششهایی که حدود 13% نیکل دارند. رفتار خوردگی مناسبتری خواهند داشت. هم چنین بررسی پوششها توسط میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که چگونگی و سرعت فرایند پوشش دهی تاثیر به سزایی در رفتار خوردگی آنها خواهد داشت. لذا با توجه به این که پوششهای منقطع دارای ساختار هرمی مثلثی شکل و کاملاً یکنواخت است، در نتیجه رفتار خوردگی مناسبتری از خود نشان می دهند.

در این پژوهش اتصال غیر همجنس فولاد کم آلیاژ استحکام بالای 65X به فولاد زنگ نزن آستنیتی 321 با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی دستی با دو الکترود 308 و 309 انجام شد. در ادامه، ساختار، ریزساختار، سختی و استحکام کششی اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ساختار هر دو اتصال در ناحیه جوش حاوی فازهای آستنیت و دلتا فریت بود. بررسی-های ریزساختاری نشان داد که درصد فاز فریت در جوش الکترود 309 بالاتر از مقدار این فاز در جوش الکترود 308 بود. در هر دو اتصال یک لایه واسط حاوی فازهای فریت و مارتنزیت در فصل مشرک فلز جوش و فولاد کم آلیاژ استحکام بالای 65X تشکیل شد. نتایج آزمون سختی نشان داد که مقدار سختی فلز جوش دو الکترود 308 و 309 به ترتیب 30 و 38 درصد بیشتر از فولاد کم آلیاژ بود. نتایج آزمون کشش بیانگر آن بود که استحکام کششی جوش تولید شده با الکترود 309 در حدود 5/1 درصد بالاتر از الکترود 308 و مقدار قابلیت تغییر طول 26 درصد کمتر بود. شکست نهایی در تمامی نمونه ها در فصل مشترک فلز جوش و فولاد کم آلیاژ اتفاق افتاد. بررسی سطوح شکست نمونه ها بیانگر ترکیب مکانیزم شکست نرم و ترد در نمونه های آزمون کشش بود.

پوشش دهی فولاد گرمکارکوئنچ تمپر شده AISI H13 با سوپر آلیاژ اینکونل 718 به روش جوش کاری انفجاری انجام شده است. آزمون های انفجاری توسط ماده منفجره آماتول در فاصله های توقف و بارهای انفجاری متفاوت صورت پذیرفته است. کلیه آزمون ها توسط نرم افزار ABAQUS/Explicit مورد شبیه سازی و تحلیل قرار گرفته اند. هم چنین بررسی های متالوگرافی نوری، میکروسکوپی الکترونی روبشی، ریزسختی سنجی و استحکامی بر روی کلیه نمونه های اتصال یافته صورت پذیرفته است. نتایج شبیه سازی نمایانگر ایجاد منطقه ای با تغییر شکل پلاستیکی شدید در منطقه برخورد می باشد. هم چنین با افزایش میزان فاصله توقف و یا بار انفجاری، زاویه دینامیکی برخورد و سرعت برخورد صفحه پرنده افزایش یافته است. شکل فصل مشترک های حاصله بر اساس تغییرات انرژی جنبشی مصرفی در فصل مشترک، به دو صورت موجی و موجی همراه با گردابه در فصل مشترک اتصال ایجاد شده است. طول امواج فصل مشترک بر اثر تغییرات زاویه دینامیکی برخورد در هنگام اتصال ورق ها تغییر نموده و سختی با نزدیک شدن به فصل مشترک اتصال افزایش یافته است که این تغییرات سختی به طور شدیدتری در سمت سوپر آلیاژ مشاهده شده است. استحکام برشی فصل مشترک تابع مورفولوژی فصل مشترک و دامنه امواج تغییر نموده است. به کمک نتایج شبیه سازی و روابط، پنجره جوش کاری انفجاری دو آلیاژ رسم و مورد بررسی قرار گرفته است.