اتصال فاز مايع گذراي آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo ساخته شده به‌روش ذوب پرتو الكتروني به فولاد زنگ‌نزن 316

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

امروزه روش‌هاي ساخت افزايشي براي توليد نمونه‌هاي فلزي توسعه يافته و به‌دليل محدوديت اين فرايندها در توليد قطعات بزرگ، اتصال اين مواد به يكديگر از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. از طرفي، اتصال فولادهاي زنگ‌نزن و آلياژهاي تيتانيوم در صنايع مختلفي از جمله هوا-فضا، پزشكي و شيميايي كاربرد دارد . در اين پژوهش اتصال فولاد زنگ‌نزن آستنيتي 316 و آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo توليد شده به‌روش ذوب پرتو الكتروني با استفاده از روش فاز مايع گذرا انجام و تاثير دما و زمان‌ اتصال بر خصوصيات ساختاري، مكانيكي و خوردگي اتصال بررسي شد. جهت انجام اتصال از ميان‌لايه مس با ضخامت 25 ميكرومتر استفاده شد. اتصال فاز مايع گذرا درون كوره خلاء در دماهاي 890، 980 و 1050 درجه سانتي‌گراد و در زمان‌هاي 60، 90 و 120 دقيقه در فشار ثابت انجام شد. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه فازهاي بين‌فلزي اصلي بوجود آمده در ناحيه اتصال نمونه‌ها شامل فازهايFeTi، Fe2Ti و TiCu مي‌باشد. با افزايش دما و زمان اتصال، منطقه انجماد هم‌دما افزايش ‌يافته، منجر به حذف تركيبات بين‌فلزي Ti-Cu در مركز اتصال شد. همچنين افزايش نفوذ عناصر تيتانيوم و آهن به سمت يكديگر موجب شكل‌گيري تركيبات سخت و ترد Ti-Fe گرديد كه در نتيجه سختي منطقه اتصال افزايش يافت. با افزايش دماي اتصال از 890 درجه سانتي‌گراد به 1050 درجه سانتي گراد در زمان نگهداري 120 دقيقه، استحكام برشي اتصال به دليل افزايش تركيب بين فلزي Ti-Fe از 203 به 142 مگاپاسكال كاهش ‌يافت. در دما و زمان‌هاي كمتر اتصال‌دهي، مركز اتصال غني‌تر از مس بود و سختي كمتري داشت. با افزايش دماي اتصال تا 980 درجه سانتي‌گراد و نفوذ بيشتر مس به‌طرف فلزات پايه و نفوذ عناصر آهن و تيتانيوم به‌طرف مركز اتصال، مقدار سختي افزايش ‌يافت. اما با افزايش بيشتر دما تا 1050 درجه سانتي گراد و كاهش مقدار فاز بين فلزي Ti-Fe، و تشكيل فاز بين‌فلزي نرم‌تر Al-Fe، مقدار سختي مجددا كاهش ‌يافت. هم‌چنين نتايج نشان داد كه سطوح با زبري كمتر اتصالات بهتري ايجاد مي‌كنند. در نهايت، شرايط مناسب اتصال، به‌صورت دماي 890 درجه سانتي‌گراد و زمان 120 دقيقه و بعد از آن دماي 980 درجه سانتي‌گراد و همين زمان به‌دست آمد.

227117

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان