پديد آورنده :
نوروزي مصير، احسان
عنوان :
اتصال فولاد زنگ نزن آستينيتي 304 به آلياژ Ti-6AL-4V با استفاده از فرآيند اتصال فاز مايع گذرا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد
صفحه شمار :
دوازده،83ص.: مصور
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
توصيفگر ها :
تركيبات بين فلزي و يوتكتيك
استاد داور :
حميدرضا سليمي، علي اشرفي
تاريخ ورود اطلاعات :
1394/12/04
چكيده فارسي :
51 چكيده امروزه اتصاالت فوالدهاي زنگ نزن به تيتانيوم و آلياژهاي آن در صنايع بيوپزشكي هوافضا و شيميايي مورد توجه قرار گرفته است در اين پژوهش تاثير دما وزمان پيونددهي بر اتصال فوالد زنگ نزن آستنيتي 403 به آلياژ Ti 6Al 4V با روش فاز مايع گذرا مورد مطالعه قرار گرفت بدين منظور ابتدا نمونههاي با ابعاد 10 10 3 mm تهيه شده و سطح آنها به وسيله سنباده زني و چربي زدايي با استون آماده سازي شد اليه مياني از جنس مس جهت برقراري اتصال استفاده شد اليه مياني بين نمونههاي آمادهسازي شده از فلزات پايه قرار گرفت و مجموعه آنها درون نگهدارنده قرار گرفتند اتصال در 01 حالت دما و زمانهاي مختلف در كوره تحت اتمسفر خال انجام شد نمونههاي پيونددهي مقطع زده شده و جهت متالوگرافي آماده سازي شدند جهت بررسي ريزساختار ناحيه اتصال از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي استفاده شد تركيب شيميايي فازهاي ناحيه اتصال و تغييرات غلظت عناصر آلياژي در موضع اتصال با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي بررسي شد به منظور ارزيابي خواص مكانيكي استحكام برشي و تغييرات سختي در موضع اتصال آزمون شد در نهايت سطوح شكست اتصال توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد نتايج حاصل از تغييرات دماي پيونددهي در زمان ثابت 06 دقيقه نشان داد كه در نمونه اتصال داده شده در دماي 069 درجه سانتي گراد به دليل تغيير تركيب شيميايي عناصر تركيبات يوتكتيك و بين فلزي كامال از بين رفته و انجماد همدما در ناحيه اتصال رخ داده است با افزايش تدريجي دما ضخامت ناحيه اتصال كاهش يافته و مكانيزم انجماد همدما شروع ميشود كه تاييد كننده افزايش نرخ انجماد همدما در دماي باالتر است آناليز EDS نشان داد كه در ناحيه اتصال نمونههاي 078 009 و 039 درجه سانتي گراد فازهاي مختلف يوتكتيك و بين فلزي تشكيل ميشود حداكثر سختي در ناحيه مياني اتصال در دماي 078 درجه سانتي گراد به دليل حضور فازهاي ترد ثبت شد بيشترين استحكام به مقدار 473 مگاپاسكال در نمونه پيونددهي شده در دماي 069 درجه اندازه گيري شد همچنين مورفولوژي سطوح شكست بيانگر شكستي از نوع ترد و تركيبي از ترد نرم به ترتيب در نمونههاي پيونددهي شده در دماهاي 078 و 069 درجه سانتي گراد بود نتايج حاصل از تاثير زمان در دماي ثابت 069 درجه سانتي گراد نشان داد كه ريزساختار ناحيه اتصال با افزايش زمان از 5 به 54 دقيقه عريض تر شد در حاليكه با افزايش زمان از 54 به 06 دقيقه اتصال كامال همگن شده و ضخامت ناحيه اتصال كاهش يافت كه نشان دهنده كامل شدن انجماد همدما در اين شرايط است آزمون EDS نشان داد كه در ناحيه اتصال تمامي نمونهها بجز نمونه پيونددهي در زمان 06 دقيقه فازهاي بين فلزي به همراه محصول يوتكتوييد حاصل از تجزيه فاز Ti تشكيل ميشود حداكثر استحكام برشي در نمونه پيونددهي شده در زمان 06 دقيقه به دست آمد كه نشان دهنده انجماد همدماي كامل در زمان بيشتر است ريزسختي سنجي از موضع اتصال در تمامي نمونهها نشان دهنده افزايش مقدار سختي در همسايگي فوالد زنگ نزن بود كه تاييد كننده حضور فازهاي بين فلزي شامل تيتانيوم مس وآهن در اين ناحيه است تصاوير SEM به دست آمده از سطح شكست نشان داد كه شكستي از نوع ترد و كليواژ در نمونه پيونددهي شده در زمان 51 دقيقه در مقايسه با شكست نيمه ترد در زمان 06 دقيقه اتفاق افتاد تاثير زمان پيونددهي بر ريز ساختار در دماي ثابت 009 درجه سانتي گراد انجام شد و نتايج نشان داد كه با افزايش تدريجي زمان از 03 به 021دقيقه ساختار همگن تر شده كه بيانگر افزايش نرخ انجماد همدما با افزايش زمان بود كلمات كليدي فوالد زنگ نزن آستنيتي 403 آلياژ Ti 6Al 4V اتصال فاز مايع گذرا انجماد همدما تركيبات بين فلزي و يوتكتيك
چكيده انگليسي :
99 transient liquid phase bonding of AISI 304 austenite stainless steel to Ti 6Al 4V alloy Ehsan Norouzi Masir E norouzi@ma iut ac ir on January 12 2016 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 8311 IranDegree Master of Science Language PersianSupervisors Dr Masoud Atapour M atapour@cc iut ac ir Prof Morteza Shamanian Shamanian@cc iut ac ir AbstractNowadays steel titanium coupling is considered in chemical nuclear and airspace In this work the effect of bonding time and temperature on bonding of AISI 304 to Ti 6Al 4V by transient liquidphase bonding was investigated A thin 25 m foil of pure Cu was applied as the interlayer Priorto TLP bonding the surfaces to be joined and Cu interlayers were prepared by grinding and polishingdown to 1200 grit and then cleansed with acetone in an ultrasonic bath Afterwards the interlayerwas placed between the parent metals The microstructures were investigated by optical and scanningelectron microscopes Energy dispersive spectroscopy EDS was performed in order to ensure thecompositional variation of the joints Microhardness measurements were used across the joint regionusing a Vickers micro hardness indenter with a load of 50 g Shear tests of the bonded samples werecarried out to evaluate the shear strength of the TLP joints The results showed that the intermetallicand eutectic compounds were removed at bonding temperature of 960 C due to change in chemicalcomposition of elements at interface With increasing the bonding temperature the width of jointzone was decreased and complete isothermal solidification rate was increased EDS analysisindicated that various intermetallic phases at bonding temperatures of 870 900 and 930 C wereformed The highest hardness was recorded at case of 870 C for 60 min the maximum shear strength 374MPa at 960 C bonded joint was obtained The fracture analysis showed different fracturemorphologies for different bonding temperatures The results of time variation at constanttemperature of 960 C showed that with increasing bonding time from 15 to 45 min the width of thejoint zone was raised In contrast with elevating bonding temperature the joint zone width wasdecreased indicating complete isothermal solidification at interface
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
استاد داور :
حميدرضا سليمي، علي اشرفي
