بررسی تأثیرمقدار منگنز بر روی خواص مکانیکی و متالورژیکی فلز جوش در فرآیند جوشکاری ترمیتی ریلهای St49

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشکده فنی- مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

3 دانشکده فنی- مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی‏واحد شیراز، شیراز، ایران

چکیده

جوشکاری ترمیتی یک فرآیند اتصال با استفاده از واکنش شیمیایی است که در آن درز اتصال بدون اعمال هیچگونه نیرویی با ریختن فلز مذاب بر روی درز، جوشکاری می‏شود. با توجه به اهمیت خواص مکانیکی و ریز ساختار سطح مقطع جوش در فرآیند جوشکاری ترمیتی، در این تحقیق تأثیر مقدار منگنز (که به عنوان یکی از گزینه های مورد نظر برای بهبود خواص مکانیکی و ریزساختار فولادها است)، بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی سطح مقطع جوش (سختی، مقاوت به ضربه، استحکام کششی، درصد تغییر طول و مقاومت سایشی)، در فرآیندجوشکاری ترمیتی ریلهای فولادی St49 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‏دهد با افزایش مقدار منگنز در فلز جوش، استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه افزایش می‏یابد، اما وقتی مقدار منگنز از حد مشخصی (5/2 درصد) تجاوز کند، مقادیر مشخصه‏های مذکور در فلز جوش کاهش می‏یابند. همچنین نتایج نشان می‏دهند میزان سختی و مقاومت در برابر سایش فلز جوش، با افزایش مقدار منگنز افزایش یافته و بیشترین مقدار سختی به دست آمده در تاج ریل 700 برینل و در جان ریل 600 برینل است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effects of Mn on Mechanical and Metallurgical Properties of Welded Metal in Thermite Welding Process of St49 Rails

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Shabgard 1
  • Mohammad Malekabadi 2
  • Hadi Eivazi Bagheri 3
1
2
3
چکیده [English]

Thermite welding is a chemically reaction welding process. The weld joint is produced by pouring of superheated molten metal around the joint to be welded, applying with or without of pressure. the importance of mechanical properties and microstructure of thermite welded components, this paper studies the effects of Mn (it is one of the available choices to improve mechanical properties of steels microstructure) on mechanicaland metallurgical properties (hardness, impact resistance, tensile strength, elongation and wear resistance) of St49 steel in thermite welding process. The results show that with the increases of Mn in welded metal, tensile strength and impact resistance are increased but when the Mn content exceeds a certain level (% 2.5), the characteristic values ​​of the welded metal is reduced. Also, results show that with the increases of Mn wear resistance and the hardness of the welded metal were increased and the highest hardness in the railhead is 700 (Bhn) and in of rail web is 600 (Bhn).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermite welding
  • Mn
  • Hardness
  • tensile strength

مراجع

- Bramfitt, B. L. (2008) “A synopsis of PSTُ s advanced in-line head hardening process after two years of production and in-service testing”, Proceedings of the 39th Mechanical Working and Steel Processing Conference International Symposium on Rail Steels, Indianapolis, pp. 1057-1060.
- Basu, B. (2002) “Microstructure variation in a high-strength structural steel weld under isoheat input conditions”, Welding Journal, pp.239-248.
- Edmonds, D. V. (1996) “Precipitation in micro alloyed higher carbon steels”, Fundamentals and applications of micro alloying forging steels, TMS, pp. 111-125.
- Ferjutz, K. and Davis, J. R. (1983) “Metal Handbook”, Vol. 6
- Fry, G. T. (1999) “Modified thermite rail welding procedure” Association of American Railroads Report, Vol. II, No. R-826.
- Liu, W., Sun, J. and Markase, M. J. (2005) “Progress on the development of a Squeeze Thermite Process”, Proceedings of the international Symposium on Rail Steels, Baltimore, MD, October, pp. 145-153.
- Lonsdale, C. P., and Lewandowski, J. J. (2008) “Fracture toughness of thermite rail weld steel”, Proceedings of 39th mechanical working and steel processing conference-international symposium on rail steels, Indianapolis, pp.1083-1090.
- Oderio, J. A. (2008) “Metallurgical study of the detail fracture in thermite welded railroad rails” M. S. Thesis. The university of Illinois at Champaign Urbana, Urbana.
- Schroeder, L. C. and Poirier, D. R. (2007) “Improving the structure and properties of thermite weld metal” Materials Science and Engineering, pp. 23-33.
- Schroeder, L. C. and Poirier, D. R. (2008) “Thermite rail welds; The process, mechanical and metallurgical properties and possible improvements”, railroad welding, Proceeding of the rail welding symposium, Memphis, TN, Raylway systems and management association, Northfield, pp.21-59.
- Schroeder, L. C. and Poirier, D. R. (2004) “The mechanical properties of thermite welds in premium alloy rails”, Materials science and engineering. Vol. 63, pp. 1-21.
- Shen, C. D. (2003) ” Research of raising the toughness of rail joints using thermit welding”, Proceedings of the International Conference Joining of Metals, Inteniorhojskolen Helsinger Teknikum, Denmark, pp.246-250.
-قاجار، رحمت ا..،  علیزاده، جواد، نعمتی، مهدی، علیزاده، یونس (1390) ”تعیین چقرمگی شکست فولاد ریل UIC60با استفاده از آزمایش ضربه شارپی در دماهای مختلف“ فصلنامه مهندسی حمل و نقل، سال دوم، ، شماره سوم، بهار 1390، 90ص. 249-259
-گلعذار، محمد علی (1378)” اصول و کاربرد عملیات حرارتی فولادها“، اصفهان: انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 17 دی 1392
  • تاریخ پذیرش: 17 خرداد 1393

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار