عنوان
ساخت و مشخصه يابي ناحيه اتصال فولاد زنگ نزن دو فازي 2205 به آلياژ اينكونل 718 با استفاده از فلز پر كننده مس خالص، توسط فرآيند فاز مايع گذرا (TLP)
نويسنده اصلي
اسداللهي، وحيد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اتصال آلياژ اينكونل 718 و فولاد زنگ نزن دوفازي 2205 به دليل استحكام بالا و مقاومت در برابر خوردگي در صنايع نفت، هوافضا و نيروگاه¬هاي هسته¬اي استفاده مي¬شود. در اين پژوهش اتصال سوپر آلياژ اينكونل 718 و فولاد زنگ نزن دوفازي 2205 به روش فاز مايع گذرا (TLP ) مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. با استفاده از اين روش ميتوان اتصالاتي با خواص و ريزساختارهاي مشابه فلز پايه بدست آورد. بدين منظور ابتدا از فلزات پايه نمونه¬هايي با ابعاد mm 5 ×10×30 تهيه و سطوح نمونه¬ها جهت حذف لايه¬هاي اكسيدي سنباده¬زني و با استون چربي¬زدايي شد. ميان¬لايه مس خالص با ضخامت 25 ميكرون بين نمونه¬¬ها قرار داده شد و مجموعه حاصل بين نگهدارنده مستقر شد. نمونه¬¬ها درون كوره خلا جهت جلوگيري از اكسيداسيون در دماي 1100 درجه به مدت 15، 30 و 60 دقيقه اتصال داده شدند. سپس نمونه¬ها براي بررسي ريز¬ساختاري متالوگرافي شدند و براي بررسي تركيب شيميايي و فازهاي تشكيل شده ناحيه اتصال از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي استفاده شد. همچنين براي بررسي خواص مكانيكي اتصالات از آزمون استحكام برشي و ريز¬سختي سنجي استفاده شد. در ناحيه اتصال، تمركز غلظتي عناصر مختلف و تغييرات ريزساختاري مشاهده شد. ريزساختار ناحيه اتصال شامل مناطق انجماد همدما، انجماد غير¬همدما و ناحيه متاثر از نفوذ بود. در زمان اتصال 15 دقيقه به¬دليل عدم زمان كافي براي نفوذ عناصر آلياژي در ميان¬لايه مس مذاب منطقه انجماد غيرهمدما شامل محلول جامد مس-نيكل تشكيل شد. با افزايش زمان اتصال تا 60 دقيقه انجماد همدما شامل محلول جامد Cr-Fe-Ni (γ) تكميل شد. در ناحيه متاثر از نفوذ اينكونل 718 كاربيدهاي غني از نيوبيوم به دليل عدم حلاليت Nb با مس بوجود آمد. همچنين در فصل مشترك فولاد 2205 تشكيل كاربيد و رسوبات ثانويه غني از Ti، Nb، Mo وCr مشاهده شد. با افزايش زمان به دليل تشكيل محلول جامد γ سختي ناحيه اتصال از حدود 100 به 300 ويكرز افزايش يافت و پروفيل سختي يكنواخت¬تر شد. افزايش سختي در ناحيه متاثر از نفوذ اينكونل 718 به¬دليل تشكيل كاربيد Nb و در سمت فولاد دوفازي مي¬تواند به دليل تشكيل رسوبات غني از كروم و فاز سيگما باشد. كمترين مقدار استحكام برشي 223 مگاپاسكال مربوط به اتصال در زمان 15 دقيقه و بيشترين مقدار استحكام برشي براي نمونه اتصال داده شده در زمان 60 دقيقه مقدار 270 مگاپاسكال )حدود 56 % استحكام فولاد دوفازي و 38 % اينكونل 718 ( بدست آمد. با وجود تكميل انجماد همدما، به¬دليل تشكيل تركيبات بين¬فلزي و كاربيدها استحكام برشي نمونه¬ها افزايش چنداني نداشت. همچنين نتايج پراش اشعه ايكس از سطوح شكست نشان دهنده¬ي محلول جامد Ni-Cu و γ در هر دو سمت شكست فولاد 2205 و اينكونل 718 بود. كاربيد¬ها و رسوبات تشكيل شده به¬دليل خاصيت ترد و شكنندگي باعث شكست در نمونه¬ها شد.
كلمات كليدي:
فرايند اتصال فاز مايع گذرا، انجماد همدما، اينكونل 718، فولاد زنگ نزن 2205.
شماره ركورد
226173
گرايش رشته تحصيلي
گرايش جوشكاري
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان