بررسی مکانیزم و سینیتیک اکسیداسیون خط جوش فولاد 321 AISI

انتخاب مواد مناسب برای واحدهای پتروشیمی و صنایع نفت و گاز از جمله موردهای مهم تلقی می گردد. در انتخاب ماده مناسب، مقاومت به خوردگی، قابلیت نصب و جوشکاری باید مد نظر قرار گیرد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی به عنوان مواد مهندسی با مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون عالی، کاربرد شایان توجهی در صنایع گوناگون دارند. در این پژوهش، مقاومت به اکسیداسیون خط جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی 321 AISI با فلز پرکننده 347 AISI، در دمای C̊ 1050 و محیط خشک اکسید کننده، با استفاده از روش وزن سنجی حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت. ریخت شناسی و ساختار لایه اکسید نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. مکانیزم واکنش و پارامترهای سینیتیکی فرآیند اکسیداسیون با استفاده از تحلیل نمودارهای وزن سنجی بدست آمد. نتایج بدست آمده حاکی ازآن است که فرآیند اکسیداسیون در آلیاژ پایه برخلاف آلیاژ پرکننده طی دو مرحله انجام شده و روی سطح آلیاژ پایه و پرکننده یک لایه اکسید نامحافظ تشکیل شده است. لایه اکسید تشکیل شده روی آلیاژ پایه اکسید دو تایی غنی از آهن و بر روی آلیاژ پرکننده یک لایه اکسید متخلخل کروم شکل گرفته است. هم چنین، فرآیند اکسیداسیون در خط جوش پیچیده است و از رفتار سنیتیک اکسیداسیون سهمی پیروی می کند. سرعت اکسیداسیون آلیاژ پایه در مقایسه با آلیاژ پر کننده بیش تر است. در نتیجه، با توجه به پایین بودن مقاومت به اکسیداسیون این خط جوش پیشنهاد می شود در این شرایط دمایی از این آلیاژ استفاده نشود.