شمس الدین الدین شفیع نیا - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی جوشکاری- دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
شمس الدین میردامادی - استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت ایران
حامد ثابت - استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج
سید رضا امیرآبادی زاده - عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

این پژوهش بمنظور تعیین مقدار بهینه عنصر بور موثر بر انرژی ضربه در دماهای پایین فلز جوش فولاد ساده کربنی جوشکاری شده به روش زیرپودری انجام شده است. برای این منظور، ورق­هایی از جنس فولادST۳۷-۲ به ابعاد ۱۰×۱۵۰×۲۰۰ میلی متر تهیه و عملیات جوشکاری به روش زیر پودری با سیم جوشS۲/۵۰-۱۲ به قطر ۴ میلی متر انجام گردید و عنصر آلیاژی بور به صورت اکسید بور از راه افزودن به پودر فلاکس به فلز جوش انتقال داده شد. پس از جوشکاری نمونه­هایی تهیه شد وسپس بررسی ریز ساختار به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و آزمون­های ضربه و میکروسختی روی نمونه های فلز جوش انجام گردید. نتایج آنالیز شیمیایی نمونه­ها حضور ۲۰، ۳۰، ۶۰، ۷۰ و ۱۱۰ ppm بور را در ۵ نمونه متفاوت از لحاظ مقدار بور اولیه تایید کرد. بررسی ریز ساختاری نمونه ها به کمک میکروسکوپ نوری افزایش فریت سوزنی، کاهش فریت ویدمن اشتاتن و فریت چندوجهی و فریت مرزدانه ای را در حضور ppm ۲۰ بور مشخص کردند، در صورتی که با افزایش بور از ۲۰ تا ppm ۱۱۰ غالب ساختار از فریت های ویدمن اشتاتن و چند وجهی تشکیل شده بودند. با انجام آزمون میکروسختی مشخص گردید که نمونه حاوی ppm ۲۰ بور با ساختار غالبا فریت سوزنی کم­ترین سختی را نسبت به سایر نمونه ها داراست. نتایج آزمون ضربه بهترین مقاومت به ضربه را برای نمونه حاوی ppm ۲۰ بور در سه دمای: محیط، صفر و ۲۰- درجه سانتی گراد نشان داد و در باقی نمونه­ها با افزایش بور کاهش انرژی ضربه نسبت به نمونه خام مشاهده گردید. هم­چنین، بررسی های شکست نگاری نمونه­های ضربه مشخص کرد که در دمای ۲۰- درجه سانتی گراد سهم شکست ترد برای نمونه حاویppm ۲۰ بور با بالاترین انرژی ضربه ۱۰درصد و برای نمونه حاوی ppm ۱۱۰ بور با کم­ترین انرژی ضربه حدود ۵۰ درصد بوده است.

فولاد ساده کربنی, بور, چقرمگی ضربه فلز جوش, فریت سوزنی