مطالعه رفتار خوردگي و تريبوخوردگي ناحيه جوشكاري شده فولاد زنگ نزن AISI 316L در حضور پروتئين

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

فولادهاي زنگ نزن با توجه به مقاومت به خوردگي همراه با خواص مكانيكي مطلوب و طول عمر مناسب در محيط¬هاي فعال ازجمله مواد غذايي به كار گرفته مي¬شوند. از ميان فولادهاي زنگ نزن آستنيتي فولاد AISI 316L در صنايع غذايي و به‌ويژه صنايع لبني موردتوجه بيشتري است. جوشكاري يكي از رايج¬ترين فرايندهايي است كه در اتصال مواد جهت ساخت و توليد تجهيزات در صنايع مختلف استفاده مي¬شود. با توجه به استفاده از فولادهاي زنگ نزن در صنايع غذايي و نوشيدني جهت توليد تجهيزات فرآوري و انتقال مواد غذايي، به كارگيري فرايندهاي اتصال و جوشكاري ضروري بوده كه در ميان فرايندهاي مختلف جوشكاري، فرايند قوس تنگستن گاز (GTAW) مورد توجه است. در محيط¬هاي غذايي وجود پروتئين اجتناب ‌ناپذير بوده كه مي¬تواند رفتار خوردگي و رهايش يون فلزات را به ‌شدت تحت تأثير قرار دهد. اين تحقيق، با هدف شناسايي اثر وجود پروتئين Wheyو جوشكاري بر رفتار خوردگي و رهايش يون ناحيه اتصال فولاد زنگ نزن AISI 316L جوشكاري شده با روش GTAW و سه فلز پركننده ER 316L، ER 309L و ER 312 صورت پذيرفت تا فلز پركننده مناسب جهت جوشكاري اين فولاد و بهره¬گيري از آن درمحيط¬پروتئين Wheyمشخص گردد. در ابتدا مطالعات ريزساختاري با استفاده از روش¬هاي پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني انجام شد. ريزساختار فلز پايه به صورت آستنتيتي و ريزساختار فلزهاي جوش به صورت تركيبي از دو فاز فريت و آستنيت بودند. سپس سختي نواحي مختلف جوشكاري (فلز پايه، ناحيه متأثر از حرارت و فلز جوش) به صورت پروفيل سختي مورد ارزيابي قرار گرفتند كه با توجه به حضور فريت در مرز دانه¬هاي آستنيتي در ناحيه متأثر از حرارت و فلز جوش به دليل جلوگيري از رشد دانه در حين سرمايش غير تعادلي سختي افزايش يافت. پس از مطالعات ريزساختاري آزمون¬ها الكتروشيميايي از جمله پتانسيل مدار باز، آزمون پلاريزاسون پتانسيو ديناميك و امپدانس الكتروشيميايي در شرايط پايدار و نيز آزمون رهايش يون در شرايط اغتشاشي در دو محلول PBSو PBS+10 g/L Whey Protein براي نمونه¬هاي مختلف انجام شد. به طور كلي در حضور پروتئين رفتار نمونه¬ها نسبت به حالت مشابه در محلول بدون پروتئين متفاوت بود. در هر دو محلول نمونه¬هاي فلزهاي جوش حساسيت به خوردگي موضعي بالاتري نسبت به فلز پايه از خود نشان دادند كه مهم¬ترين دليل آن جدايش عنصري در فصل مشترك دو فاز فريت و آستنيت و تخليه شدن فاز آستنتيتي از دو عنصر كروم و موليبدن حين انجماد است. لازم به ذكر است كه تحت شرايط اغتشاشي با يك همزن مغناطيسي در حضور پروتئين Whey رهايش يون از نمونه¬هاي تهيه شده از فلز پايه و فلزهاي جوش به شدت افزايش يافت. اين مطالعه نشان داد كه وجود پروتئين Whey، شرايط سايشي و جوشكاري عواملي هستند كه به شدت مي¬توانند بر افزايش رهايش يون و حساسيت به خوردگي مواد در تماس با مواد غذايي اثر گذار باشند.

213466

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

يولاندا هدبرگ

عبدالمجيد اسلامي، عليرضا علافچيان

مسعود عطاپور