اتصال آلياژ آنتروپي بالاي CuFeNiMnTi به روش جوشكاري قوسي تنگستن گاز و ارزيابي خواص آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

آلياژهاي آنتروپي بالا به دليل ساختار و ويژگي هاي منحصربفردشان در سال هاي اخير مورد علاقهي دانشمندان قرار گرفته اند. اين مواد داراي 5 تا 13 عنصر اصلي با درصدهاي اتمي مساوي يا تقريباً مساوي هستند كه باعث افزايش آنتروپي و پايداري بالا و خواص ديگر مي¬-شود. كاربردهاي بسيار زياد مخصوصا به دليل پايداري در دماي بالا براي اين مواد تعريف شده است. هدف از اين پژوهش ساخت آلياژ آنتروپي بالاي CuFeNiMnTi و بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال مشابه اين آلياژ مي‌باشد. در اين راستا ابتدا آلياژ آنتروپي بالاي CuFeNiMnTi به روش ذوب القايي تحت خلاء ساخته شد سپس آلياژ ريختگي به روش جوشكاري قوسي تنگستن گاز با استفاده از فلزات پركننده L309ER، 3-ERNiCr و CuFeNiMnTi جوشكاري شد. جهت بررسي ريز ساختار مناطق مختلف جوش از جمله فلز پايه، منطقه متاثر از حرارت و فلزات جوش، از روش حكاكي برقي با استفاده از محلول‌هاي مختلف استفاده شد. ريز ساختار نمونه‌ها به كمك ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز طيف سنجي اشعه ايكس مشخصه يابي شدند. به منظور بررسي خواص مكانيكي، آزمون‌هاي كشش و ميكروسختي سنجي مورد استفاده قرار گرفتند. همچنين پس از انجام آزمون كشش شكست نگاري سطوح شكست بررسي شد. ريزساختار آلياژ آنتروپي بالاي CuFeNiMnTi شامل دو فاز FCC غني از مس و نيكل، فاز لاوه Fe2Ti، FeTi و NiTi است. ريزسختي آلياژ 500 ويكرز اندازه‌گيري شد. نتايج آزمون كشش بيانگر استحكام كششي نهايي حدود Mpa386 بود. نتايج پراش پرتو ايكس و طيف سنجي تفكيك انرژي پرتو ايكس در نمونه جوشكاري شده با فلز پركننده CuFeNiMnTi حضور تمامي فازهاي فلزپايه ريختگي را تاييد مي‌كند و تنها فاز FCC غني از مس در ساختار فلز جوش نسبت به فلز پايه كاهش داشت همچنين منطقه جوش داراي ساختار دندريتي ريزتري نسبت به فلز پايه بود. ريزساختار منطقه جوش حاصل از فلز پركننده 3-ERNiCr به صورت كاملاً آستنيتي به همراه رسوبات غني از نيوبيوم منجمد شده بود. ريز ساختار فلز جوش L309ER شامل فاز لاوه Fe2Ti، فاز آستنيت، فاز FCC غني از مس و فريت دلتا بود. فلز پركننده CuFeNiMnTi با ميانگين ريز سختي 518 ويكرز ريز سختي بالاتري نسبت به فلز پايه و فلزات جوش ديگر ايجاد نمود. اين در حالي است كه فلز پركننده L309ER، كمترين ميانگين ريز سختي (277 ويكرز) را در بين فلزات جوش ايجاد كرد. ريز سختي در فلز جوش 3-ERNiCr با توجه به تشكيل رسوبات ريز غني از نيوبيوم اختلاف زيادي با فلز پايه نداشت. شكست نمونه‌هاي جوشكاري شده از منطقه متاثر از حرات رخ داد و سطوح شكست وقوع شكست ترد را نشان داد.

213086

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

ابوذر طاهري زاده، مهدي رفيعائي

فتح الله كريم زاده، محمد حسن عباسي