ارزيابي خواص اتصال غير مشابه آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V به فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 AISI، به روش فاز مايع گذرا با استفاده از لايه واسط نانوكامپوزيتي مس / نانولوله كربني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش به بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال غير مشابه آلياژ پايه تيتانيومي Ti-6AI-4V به فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 به روش اتصال از طريق فاز مايع گذرا با لايه واسط مسي خالص و فويل مسي به همراه پوشش نانولوله كربني پرداخته شده است. به اين منظور نمونه¬ها در ابعاد مورد نياز برش داده شده و آماده سازي شدند. در مرحله بعد نانولوله¬هاي كربني چند جداره با عامل هيدروكسيلي با مقادير مختلف 0.5، 2 و 3 درصد وزني از طريق رسوب دهي به روش الكتروفورتيك بر روي لايه واسط مس خالص پوشش داده شد. پس از آن نمونه¬هاي آماده شده به داخل كوره خلاء با فشار 5-10 تور منتقل شد. از ديگر مولفه¬هاي اين پژوهش مي¬توان به زمان پيونددهي 60 دقيقه و دماي اتصال 900، 950 و 1000 درجه سانتيگرادي اشاره كرد. به جهت بررسي دقيق¬تر ريزساختار ناحيه اتصال، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي استفاده شد. آزمون استحكام برشي و ريزسختي سنجي نيز به منظور بررسي خواص مكانيكي اتصال انجام شد. نتايج به دست آمده از مطالعات ريزساختاري نشان مي¬دهد كه سه ناحيه انجماد همدما، انجماد غيرهمدما و ناحيه متاثر از نفوذ در همه نمونه¬ها وجود دارد كه اين امر به ناكافي بودن زمان پيونددهي اشاره دارد. تشكيل فاز كاربيد تيتانيوم (TiC) در نمونه¬هاي اتصال در دو دماي 950 و 1000 درجه سانتيگراد در حضور 2 و 3 درصد وزني نانولوله كربني، تشكيل تركيبات بين فلزي و تركيبات يوتكتيكي در كليه نمونه¬ها از ديگر نتايج بررسي ريزساختار است. آزمون استحكام برشي نشان داد كه در نمونه¬هاي اتصال¬دهي بدون حضور نانولوله با افزايش دما استحكام كاهش پيدا كرده است. در نمونه¬هاي اتصال ¬داده شده كه نانولوله¬هاي كربني حضور داشتند در كليه موارد استحكام بيشتري نسبت به نمونه¬هاي بدون نانولوله به دست آمد. اين افزايش به طور ميانگين 1.5 برابر بوده است. به اين ترتيب بيشترين استحكام متعلق به نمونه اتصال در دماي 900 درجه سانتيگراد با حضور 0.5 درصد وزني نانولوله به ميزان 227 مگاپاسكال و كمترين استحكام متعلق به نمونه اتصال در دماي 1000 درجه سانتيگراد بدون حضور نانولوله به ميزان 102 مگاپاسكال است. تصاوير شكست نگاري نشان داد كه نوع شكست غالب در كليه نمونه¬ها، شكست ترد است و هيچ گونه اثري از شكست نرم نظير ديمپل در ساختار وجود ندارد. الگوهاي پراش پرتو ايكس نشان داد كه در اثر افزودن نانولوله به نمونه¬ها، موقعيت پيك¬ها تغيير كرده است كه اين امر مبين ايجاد اعوجاج و كرنش در شبكه بوده و همين مورد نفوذ عناصر را تسهيل كرده و سرعت بخشيده است.

210643

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

ابوذر طاهري زاده،‌ مهدي رفيعائي

مرتضي شمعانيان اصفهاني،‌ عباس بهرامي