تاثیر نانو ذرات آلومینای روکش شده با اکسید منگنز بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد کم کربن در فرآیند جوشکاری GMAW

در این تحقیق از نانو ذرات سنتزشده کامپوزیتی اکسید فلزی بر پایه آلومینا همراه با پوشش منگنز به منظور بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال لب به لب جوش یک پاسه ورق فولاد کم کربن با استفاده از فرآیند GMAW استفاده شده است. پس از انتخاب پارامترهای مناسب جوشکاری و اضافه نمودن مقادیر 25/0 و 5/0 گرم از نانو پودر به دست آمده به درز جوش و انجام فرآیند جوشکاری، نمونه های موردنیاز جهت آزمون ریز سختی سنجی و کشش آماده شدند. سپس، نمونه بهینه با توجه به عدم وجود عیوب ظاهری و متالورژیکی در ریزساختار و با توجه به بیشترین استحکام کششی نهایی انتخاب شد. ریزساختارهای حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و سطح شکست نمونه ورق بدون مواد نانو نمونه بهینه با حضور مواد نانو مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذرات به منطقه جوش نفوذ کرده و باعث ایجاد ساختار سوزنی شکل (فریت سوزنی) و درهمبافته گردیده است. علت تشکیل این ساختار را می توان حضور نانو ذرات در حین فرآیند جوشکاری و تشکیل مراکز جوانه زا جهت ایجاد جوانه های مناسب در مکان های مناسب دانست. با توجه به نتایج، استحکام کششی نهایی و درصد ازدیاد طول به ترتیب از 387 مگاپاسکال و 8/6 درصد به 408 مگاپاسکال و 6/13 درصد افزایش یافت. مقدار میانگین سختی در ناحیه فلز جوش در نمونه جوشکاری شده با 5/0 گرم پودر نسبت به نمونه بدون پودر از VHN 158 به VHN 172 افزایش یافت.