عنوان
اتصال مشابه فولاد زنگ‌نزن سوپر دوفازي UNS 32750 با استفاده از لايه‌ي واسط كامپوزيتي مس- نيكل- فسفر به روش فاز مايع گذرا و بررسي خواص ناحيه‌ي اتصال
نويسنده اصلي
رضايت پور، محمدحسن
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در پژوهش حاضر اتصال مشابه فولاد زنگ‌نزن سوپر دوفازي 32750 UNS به روش فاز مايع گذرا در دماي ثابت 1200 درجه‌ي سانتي‌گراد در يك كوره تحت خلأ و زمان‌هاي متغير 2 و 3 ساعت و با استفاده از لايه واسط كامپوزيتي مس- نيكل- فسفر با زمان‌هاي مختلف پوشش‌دهي نيكل- فسفر بر روي مس، مورد ارزيابي قرار گرفت. لايه واسط مورد استفاده در اين فرآيند فويل مسي به ضخامت 25 ميكرومتر بود كه در سه زمان مختلف 15، 30 و 45 دقيقه، پوشش نيكل- فسفر به روش آبكاري الكتريكي بر روي آن ايجاد گرديد. بررسي‌هاي ريزساختاري ناحيه‌ي اتصال و نواحي اطراف آن به وسيله‌ي ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام گرديد. از قابليت آناليز تفكيك انرژي در ميكروسكوپ الكتروني روبشي جهت بررسي غلظت و توزيع عناصر در ناحيه‌ي اتصال و نواحي اطراف آن و شناسايي فازهاي مختلف شكل‌گرفته استفاده شد. ريزساختار ناحيه‌ي متأثر از نفوذ نمونه‌ي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس خالص در زمان 2 ساعت و نمونه‌هاي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس با 3 ميكرومتر پوشش نيكل- فسفر در زمان‌هاي 2 و 3 ساعت، به صورت يك زمينه‌ي فريتي و حاوي انواع مختلف آستنيت شامل آستنيت مرزدانه‌اي، آستنيت آلوتريومورفيك، آستنيت ويدمن‌اشتاتن و آستنيت درون‌دانه‌اي بود كه منجر به ايجاد اتصالاتي با استحكام برشي پايين گرديد. افزايش زمان اتصال در نمونه‌ي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس خالص و افزايش زمان پوشش‌دهي نيكل- فسفر در لايه واسط، منجر به حذف انواع آستنيت و تشابه مورفولوژي ناحيه‌ي متأثر از نفوذ با فلز پايه گرديد كه باعث افزايش چشمگير استحكام برشي اتصال شد. در ناحيه‌ي متأثر از نفوذ نمونه‌هاي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس با 10 و 11 ميكرومتر پوشش نيكل- فسفر، ريزساختار اوليه‌ي فولاد حفظ گرديد اما در طي سرد كردن از دماي اتصال، در برخي از اين نمونه‌ها فازهاي غني از موليبدن و فسفر سيگما در كنار جزاير آستنيت ثانويه ايجاد گرديد كه منجر به افزايش سختي اين ناحيه شد. همچنين در ناحيه‌ي اتصال نمونه‌ي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس با 10ميكرومتر پوشش نيكل- فسفر در زمان 2 ساعت، يك ناحيه‌ي انجماد همدما و يك ناحيه‌ي انجماد غيرهمدما تشكيل شدكه ناحيه‌ي انجماد غيرهمدما شامل دو فاز مختلف محلول جامد آستنيتي و فاز فسفيدي غني از كروم و موليبدن در خط مركزي اتصال بود. تشكيل اين فاز فسفيدي در خط مركزي اتصال منجر به افزايش شديد سختي در اين ناحيه شد. همچنين در شكست نگاري مشخص گرديد كه اين فاز فسفيدي در طي اعمال نيروي برشي شكسته يا كنده شده و منجر به ايجاد حفره در سطح شكست و افت استحكام برشي نمونه گرديد. با افزايش زمان اتصال به 3 ساعت و يا زمان پوشش‌دهي نيكل- فسفر به 45 دقيقه، ناحيه‌ي انجماد غيرهمدما حذف گرديد و منجر به افزايش استحكام برشي شد. نمونه‌ي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط مس با 11 ميكرومتر پوشش نيكل- فسفر در زمان 2 ساعت، بالاترين استحكام برشي در ميان تمام نمونه‌هاي متصل‌شده با استفاده از لايه واسط كامپوزيتي مس- نيكل- فسفر را داشت. افزايش زمان اتصال در اين نمونه از 2 به 3 ساعت، منجر به نفوذ مجدد فسفر از فلز پايه به ناحيه‌ي اتصال و ذوب شدن ناحيه‌ي اتصال شد كه تكرار كل فرآيند اتصال فاز مايع گذرا را رقم زد و به علت زمان ناكافي براي تكميل مجدد انجماد همدما، ناحيه‌ي اتصال اين نمونه از دو جز ناحيه‌ي انجماد همدما و ناحيه‌ي انجماد غيرهمدما تشكيل شده و لذا استحكام برشي آن افت كرد. نتايج آناليز پراش پرتوي ايكس، حضور فازهاي غني از كروم، موليبدن و فسفر در ناحيه‌ي انجماد غيرهمدما و تركيب شيميايي متفاوت آستنيت‌هاي ايجادشده در ناحيه‌ي اتصال نمونه‌هاي مختلف را نشان داد. در شكست نگاري نمونه‌ها اثري از صفحات كليواژ و الگوي رودخانه اي مشاهده نشد كه نشان از ترد نبودن رفتار شكست نمونه‌ها است و در نمونه‌هاي با بالاترين استحكام حفراتي در سطح شكست مشاهده شد كه نشان‌دهنده‌ي رفتار شكست نرم در اين نمونه‌ها است.
شماره ركورد
226634
گرايش رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان