پديد آورنده :
عبدالوند، روح اله
عنوان :
اتصال فولاد زنگ نزن سوپر دوفازي UNS S32750 به فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304 با استفاده از روش فاز مايع گذرا و ارزيابي خواص اتصال
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد
صفحه شمار :
پانزده، 103ص.: مصور
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
توصيفگر ها :
انجماد همدما , اتصال غيرمشابه , استحكام برشي
استاد داور :
محمود منيرواقفي، حميدرضا سليمي جزي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/05/31
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش اتصال فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي 05723 UNS S به فوالد زنگ نزن آستنيتي 403 AISI با استفاده از روش اتصالدهي فاز مايع گذرا مورد بررسي قرار گرفت از فويل 2 BNi به عنوان اليهي مياني استفاده شد براي اتصالدهي ابتدا نمونههايي با ابعاد 3 01 03 ميليمتر از فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي و فوالد زنگ نزن آستنيتي تهيه شد سپس سطوح اين نمونهها با سنبادهي 021 تا 0021 سنبادهزني شد نمونهها به همراه اليهي مياني به مدت يك ساعت در حمام استن چربيزدايي شدند سپس اليهي مياني بين نمونههاي آمادهسازي شده قرار گرفت و مجموعه آنها درون نگهدارندهاي مستقر شدند اتصالدهي نمونهها در دماهاي 0501 و 0801 درجه سانتيگراد و زمانهاي مختلف در كورهاي با اتمسفر آرگون انجام شد نمونههاي متصل شده در دماي 0501 درجه سانتيگراد و زمانهاي 01 و 54 دقيقه در دو محيط كوره و آب سرد شدند نمونهاي كه داراي انجماد كامال همدما بود در دماي 0811 درجه سانتيگراد و زمان 081 دقيقه همگنسازي شد نمونههاي متصل شده پس از مقطعزني به روش استاندارد متالوگرافي شدند بررسي دقيقتر ريزساختار نمونههاي متصل شده با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي نشر ميدان انجام شد تركيب شيميايي فازهاي تشكيل شده در منطقهي اتصال و تغييرات آن با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني نشر ميدان روبشي مجهز به آناليز تفكيك انرژي مطالعه شد مقدار فريت فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي قبل و بعد از اتصال با استفاده از فريتسنج اندازهگيري شد استحكام برشي و تغييرات سختي موضع اتصال نمونهها اندازهگيري شد نتايج حاصل از آزمايشها نشان داد كه انجماد همدما در نمونهي متصل شده در دماي 0501 درجه سانتيگراد و زمان 54 دقيقه و در نمونهي دماي 0801 درجه سانتيگراد و زمان 01 دقيقه كامل شد نمونههاي متصل شده در ساير زمانها داراي منطقهي انجماد غيرهمدما بودند با افزايش دما و زمان اتصالدهي پهناي منطقهي انجماد غيرهمدما كاهش يافت تمركز غلظتي عناصر مختلف و تغييرات ريزساختاري در مناطق متاثر از نفوذ در فصل مشترك فلز پايه اليه مياني مشاهده شد با افزايش دما و زمان اتصالدهي طول مناطق متاثر از نفوذ افزايش يافت تركيبات بينفلزي مناطق متاثر از نفوذ بورايدهاي غني از عناصر آلياژي فلزات پايه تشخيص داده شد فاز موجود در منطقهي انجماد همدما فاز محلول جامد غني از نيكل تشخيص داده شد منطقه انجماد غيرهمدما شامل يوتكتيكهاي متشكل از فاز محلول جامد غني از نيكل و فازهاي يوتكتيكي بورايدي و سيليسيدي بود فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي در نمونههاي سرد شده در كوره داراي فازهاي ترد به ويژه فاز سيگما بود مقدار بسيار كم فريت در اين نمونه تشكيل فاز مخرب حين سرد شدن را تاييد كرد تغيير محيط سرد كردن نمونههاي متصل شده از كوره به آب مانع تشكيل فازهاي ثانويهي ترد در فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي شد همگنسازي نمونههاي داراي انجماد همدماي كامل باعث حذف تمركز غلظتي در مناطق متاثر از نفوذ شد اما در ناحيهي متاثر از نفوذ فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي حفراتي پيوسته تشكيل شد كه ناشي از اثر كركندال بود بررسي ريزسختي در نمونههاي متصل شده افزايش مقدار ميانگين سختي در منطقه انجماد غيرهمدما و مناطق متاثر از نفوذ را نشان داد با افزايش زمان اتصالدهي به علت افزايش مقدار منطقه انجماد همدما سختي مركز اتصال از مقدار 645 به مقدار 563 ويكرز كاهش يافت ارزيابي استحكام برشي نمونههاي متصل شده نشان داد كه با افزايش دما و زمان اتصالدهي استحكام برشي افزايش يافت استحكام برشي نمونههاي سرد شده در كوره و آب مشابه بود استحكام برشي نمونهي همگنسازي شده بسيار كاهش يافت كه وجود حفرات موجود در ناحيهي اتصال عامل اين كاهش استحكام بود بيشينه مقدار استحكام در نمونههاي با انجماد همدماي كامل مقدار 083 مگاپاسكال و حدود 7 0 استحكام برشي فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي بود كلمات كليدي اتصال فاز مايع گذرا انجماد همدما اتصال غيرمشابه فوالد زنگ نزن سوپر دوفازي فوالد زنگ نزن آستنيتي استحكام برشي
چكيده انگليسي :
Transient liquid Phase Bonding of UNS S32750 Super Duplex Stainless Steel to AISI 304 Austenitic Stainless Steel and Evaluation of the Joint Properties Rouhollah Abdolvand R abdolvand@ma iut ac ir on June 11 2016 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree Master of Science Language FarsiSupervisors Masoud Atapour m atapour@cc iut ac irMorteza Shamanian shamanian@cc iut ac irAbstractIn this research joining of AISI 304 austenitic stainless steel to UNS S32750 super duplex stainlesssteel using AWS BNi 2 interlayer through transient liquid phase bonding TLP has been studied For this purpose samples with the size of 10 10 3 mm were prepared and then the surfaces to bejoined were grounded using emery sheets of SiC of grit sizes varying from 240 to 1200 Then bothbase metals and interlayer were ultrasonically cleaned in an acetone bath for 60 minutes Interlayerwas placed between the base materials and then this the specimens were put inside a fixture Bondingof specimens were accomplished under argon atmosphere at 1050 oC and 1080 oC for differentbonding times Specimens were bonded at 1050 oC for 10 and 45 min Afterward joints withcomplete isothermal solidification were homogenized at 1180 oC for 180 min Then bondedspecimens were cut and prepared for standard metallography To investigate more details ofmicrostructures samples were studied by optical microscopy and field emission scanning electronmicroscopy Also distribution of alloying elements at the joint area was studied by using EnergyDispersive Spectroscopy EDS Volume friction of ferrite of the duplex stainless steel before andafter bonding was estimated using ferritoscope Finally mechanical properties of the joints wereevaluated using measuring the shear strength and hardness Results revealed that isothermalsolidification was completed for the specimens bonded at 1050 oC and 1080 oC for 45 and 10 min respectively Other bonded specimens were consisted of athermally solidification zone ASZ Thewidth of athermally solidification zone was decreased by increasing the bonding time andtemperature Alloying elements concentration and microstructural changing were detected at thediffusion affected zones DAZ at the base metals and interlayer interface of the bonded specimens The width of these regions was increased by increasing the bonding time and temperature Themicroconstituent formed at the DAZs were evidenced to be borides of alloying elements of the basematerials ISZ was consisted of Ni solid solution and the ASZ was found to be consisted of Ni solidsolution phase and borides and silicide microconstituents Sigma phase was observed in themicrostructure of super duplex stainless steel in the specimens cooled in the furnace after bonding Low volume friction of ferrite in these specimens was confirmed the formation of deleterious phases Formation of these deleterious phases was prevented by cooling the specimens in the water from thebonding temperature after bonding Alloying elements concentration at the DAZs was stronglydecreased by homogenizing of the specimens with complete isothermal solidification But somevoids were appeared at the DAZ of super duplex stainless steel due to Kirkendall effect Microhardness examination at the bonding zone of the bonded specimens indicated the meanhardness value was increased at the ASZ and DAZs Mean hardness value of the centerline of thejoint was decreased from 546 to 365 HV by increasing bonding time due to isothermal solidificationcompletion Shear strength of the bonded specimens was increased by increasing bonding time andtemperature Changing cooling ambient from furnace to water has not significant effect on shearstrength of the joints Shear strength of the homogenized specimen was decreased due to the voidsat the joint Maximum shear strength 380 MPa was achieved for the specimens with completeisothermal solidification and about 0 7 shear strength of duplex stainless steel KeywordsTransien
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، مرتضي شمعانيان
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
استاد داور :
محمود منيرواقفي، حميدرضا سليمي جزي
