اتصال غيرمشابه آلياژ آنتروپي بالا Co-Cr-Fe-Mo-Ni به آلياژ تيتانيوم TC4(Ti-6AL_4V) با ميان لايه مس توسط فرايند فاز مايع گذرا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

باتوجه‌به پيشرفت روزافزون آلياژهاي آنتروپي بالا و همچنين كاربرد فلزات با خواص مكانيكي بالا مانند آلياژهاي تيتانيوم در صنعت امروزي و نحوه اتصال آن‌ها به يكديگر در اين پژوهش به بررسي فرايند اتصال غيرمشابه آلياژ آنتروپي بالا Co–Cr–Fe–Mo–Ni به آلياژ تيتانيوم TC4(Ti-6Al-4V) توسط فرايند اتصال فاز مايع گذرا‌ در زمان‌ ثابت و دماهاي متغير پرداخته شد، فرايند اتصال در زمان ثابت 90 دقيقه و دماهاي 890، 960، 1000 و 1050 درجه سانتي‌گراد با استفاده از ميان‌لايه مس انجام شد. آلياژ آنتروپي بالا انتخاب‌شده داري خواص مكانيكي و خوردگي عالي است. در طرف مقابل آلياژ TC4 دسته‌اي از آلياژهاي تيتانيوم است كه باتوجه‌به خواص مكانيكي، مقاومت به خوردگي عالي و نسبت وزن به استحكام بالايي مناسبي كه دارد، داراي كاربرد بسيار زيادي در صنايع مختلفي همچون هوافضا است. اتصال دهي اين دو آلياژ در كنار يكديگر باتوجه‌به خواص مكانيكي مطلوبشان، يك موضوع فني است. جهت ارزيابي ريزساختاري مناطق مختلف ايجادشده در اتصال، از ميكروسكوپ نوري و الكتروني راستفاده شد. از قابليت آناليز تفكيك انرژي ميكروسكوپ الكتروني روبشي جهت بررسي غلظت و توزيع عناصر در فصل مشترك اتصال و پيش‌بيني فازهاي احتمالي شكل‌گرفته استفاده شد. در ارزيابي خواص مكانيكي اتصالات انجام‌شده، اتصال در دماي 960 درجه سانتي‌گراد با 138 مگاپاسكال به‌واسطه كامل‌تر شدن منطقه انجماد همدما و رسيدن به توازن در نفوذ عناصر در مناطق مختلف اتصال بالاترين ميزان استحكام را داشت. سپس با رسيدن به دماي 1000 درجه سانتي‌گراد استحكام به 108 مگاپاسكال كاهش پيدا كرد. كاهش استحكام در دماي 1000 درجه سانتي‌گراد با درنظرگرفتن وجود منطقه انجماد همدما به‌واسطه شكل‌گيري بيشتر تركيبات ترد بين فلزي مثل Fe2Ti، FeTi و Cr2Ti در فصل مشترك آلياژ آنتروپي بالا و لايه واسط تشخيص داده شد. بيشترين ميزان سختي در همه دماها در منطقه متأثر از نفوذ در سمت آلياژ آنتروپي بالا مي‌باشد. دليل سختي بالا در اين منطقه وجود تركيبات بين فلزي ترد و شكننده مثل CoCr(Ti-Mo)، FeTi و Fe2Ti مي‌باشد. با افزايش دما تا 1050 درجه سانتي‌گراد، منطقه اتصال به‌طوركلي تغيير مورفولوژي فازي ايجاد كرد و در منطقه فازي ASZ در اين دما يوتكتوئيد تيتانيوم و كبالت ايجاد شد. بررسي سطوح شكست اتصال، الگوي شكست ترد را به دليل وجود صفحات كليواژ نشان داد. همچنين در همه دماها وجود سطوح شكست ورقه‌‌اي نيز نشان داده شد. با استفاده از آناليز فاز مايع گذرا يكي از فرايندهاي اتصال دهي در حالت‌جامد است كه براي اتصال دهي آلياژهايي كه حساسيت به دماي بالا و تشكيل مذاب دارند، استفاده مي‌شود.

226029

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان