پديد آورنده :
الله بخش، شيما
عنوان :
ساخت آلياژ نانوساختار آنتروپي بالاي CuNiCoZnAl به روش آلياژسازي مكانيكي و مطالعه امكان اتصال آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
شانزده، ۱۰۷ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فتح اله كريم زاده، محمدحسن عباسي
توصيفگر ها :
آلياژ آنتروپي بالا , CuNiCoZnAl , نانوساختار , آلياژسازي مكانيكي , جوشكاري , فاز مايع گذرا
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، محمدحسين عنايتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/06/24
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش ساخت آلياژ آنتروپيباال و نانوساختار CuNiCoZnAl به روش آلياژسازي مكانيكي انجام شد و سپس نمونه بالك اين آلياژ به طور موفقيتآميز توسط روش تفجوشي پالسمايي جرقهاي تهيه شد در ادامه امكان اتصال اين آلياژ با به كار بردن روش جوشكاري قوسي تنگستن گاز در دو مسير با و بدون فلز پركننده و همچنين اتصال به روش فاز مايع گذرا بررسي شد بر طبق نتايج حاصل از پراش پرتو ايكس كه براي پودر اين آلياژ در ساعات مختلف آسيابكاري انجام شد در اين آلياژ پس از 09 ساعت آسيابكاري محلول جامد پنجتايي با ساختار تكفاز FCC تشكيل شد كه به منظور ايجاد حل شدگي كاملتر عناصر در يكديگر اين فرآيند تا 01 ساعت ادامه پيدا كرد تصاوير حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نمونه بالك آلياژ CuNiCoZnAl كه به روش تفجوشي پالسمايي جرقهاي تهيه شد عدم حضور تخلخل پس از تفجوشي و همچنين حلشدگي كامل عناصر در يكديگر و ايجاد محلول جامد در آلياژ را تأييد كرد همچنين به كمك نتايج حاصل از طيفسنجي تفكيك انرژي پرتو ايكس نمونه بالك اين آلياژ نيز عدم وجود هرگونه ناخالصي و همچنين تطابق تركيب شيميايي آلياژ با تركيب اسمي تأييد شد بر طبق نتايج حاصل از آزمون ريز سختيسنجي ويكرز اين آلياژ داراي عدد سختي ميانگين 549 68 HV بود بررسي امكان اتصال اين آلياژ با دو روش اتصال جوشكاري قوسي تنگستن گاز و اتصال به روش فاز مايع گذرا انجام شد در روش جوشكاري قوسي تنگستن گاز در هر دو مسير با و بدون فلز پركننده مشكالتي از قبيل ايجاد تركهاي شعاعي تركهاي گرم عدم ممزوج شدن فلز پركننده و فلزپايه پاشش مذاب حاصل از ذوب فلز پركننده به اطراف بود ايجاد اين عيوب ميتواند به دليل باال بودن حرارت ورودي در روش جوشكاري ذوبي باال بودن فشار بخار و پايين بودن نقطه ذوب فلز Zn نسبت به ساير عناصر موجود در سيستم و باال بودن درصد اين عناصر باشد نهايتا امكان اتصال اين آلياژ به روش فاز مايع گذرا با استفاده از دو اليه مياني 2 AWS BNi و فويل مسي در دماي 6600 C و زمانهاي نگهداري مختلف نيز بررسي شد نتايج نشان داد استفاده از اليه مياني مس به منظور اتصال آلياژ CuNiCoZnAl مناسب است با توجه به تصاوير حاصل از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي محل اتصال در زمان 09 دقيقه عمدتا به صورت انجماد غير حرارتي منجمد شده است زيرا زمان الزم براي كامل شدن روند انجماد همدما كافي نبوده است اما با افزايش زمان نگهداري از 09 به 54 دقيقه روند انجماد همدما به طور كامل انجام شد و در محل اتصال انجماد يوتكتيكي مشاهده نشد نتايج ريزسختيسنجي ويكرز در اطراف محل اتصال آلياژ در هر دو زمان 09 و 54 دقيقه نشان داد كه اعداد سختي مربوط به زمان نگهداري 54 دقيقه نسبت به 09 دقيقه از يكنواختي بيشتري برخوردار بوده و همچنين مقادير سختي اين نمونه نسبت به مقادير سختي نمونه 09 دقيقه كمتر است كه اين موضوع به دليل ناپديد شدن ساختارهاي يوتكتيكي و كامل شدن فرآيند انجماد همدما در زمان نگهداري بيشتر است نتيجه آزمون استحكام برشي اتصاالت آلياژ در هر دو زمان 09 و 54 دقيقه نشان داد كه با افزايش زمان اتصال از 09 به 54 دقيقه استحكام اتصال از 19 MPa به 651 MPa افزايش پيدا كرده است علت اين افزايش اين است كه با افزايش زمان نگهداري استحكام اتصالها به علت كمتر شدن ميزان فازهاي ترد ناشي از ساختارهاي يوتكتيكي افزايش مييابد كلمات كليدي آلياژ آنتروپي باال CuNiCoZnAl نانوساختار آلياژسازي مكانيكي جوشكاري فاز مايع گذرا
چكيده انگليسي :
608 Synthesis of CuNiCoZnAl nano stractured high entropy alloy by mechanical alloying and studying possibility of its joining Shima Allahbakhsh s allahbakhsh@ma iut ac ir Date of Submission May 6 2018 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Fathallah Karimzadeh Professor Email karimzadeh f@cc iut ac irMohammad Hasan Abbasi Professor Email abbasi32@cc iut ac irAbstractIn this study the synthesis of nano structured CuNiCoZnAl high entropy alloy was performed bymechanical alloying and the bulk samples of this alloy was successfully prepared by spark plasmasintering Further the possibility of its joining was investigated by two different methods At first it was performed by gas tungsten arc welding by using filler metal and without using it and alsojoining by transient liquid phase method in two ways using AWS BNi2 interlayer and copper foilinterlayer According to the results of X ray diffraction that was carried out on the powder of thisalloy during different milling times in this alloy the solid solution was formed after 30 hours ofmilling with a single phase FCC structure This process continued to 60 hours to completing thesolution of the elements in each other The scanning electron microscopy images of CuNiCoZnAlbulk sample that was prepared by spark plasma sintering method were confirmed the absence ofany porosity and the completion of solution of the elements in each other and formation of a solidsolution structure in the alloy Also with the help of the results of the X ray diffractionspectroscopy of this alloy the absence of any impurities were confirmed According to the resultsof the Vickers micro hardness testing this alloy had a mean hardness value of 543 18 HV Investigating the possibility of joining of this alloy was performed by GTAW and TLP methods Inthe GTAW method in both ways many problems such as the formation of hot cracking defect lackof fusion defect spattering of molten metal on the tungsten electrode and on the base metal wereobserved Finally it was possible to join this alloy by the transient liquid phase method using twodifferent interlayers AWS BNi2 and copper foil at a temperature of 1000 C and different holdingtimes The results showed that using of copper foil interlayer is suitable for joining of this alloy According to the images obtained from the optical microscope and the scanning electronmicroscope the joining region at 30 minutes was mainly solidified as athermal solidification sincethe time needed to complete isothermal solidification was not enough However with increasingholding time from 30 to 45 minutes the isothermal solidification process was performedcompletely and the eutectic solidification in the junction was not observed The results of Vickersmicro hardness tests around the bonding site at both 30 and 45 minutes showed that the hardnessvalues of the second sample holding time of 45 minutes were more uniform and less than the firstsample holding time of 30 minutes That is due to the disappearance of eutectic structures andcompletion of the isothermal solidification process at the higher holding times The results of theshear strength tests of the joints at both 30 and 45 minutes showed that with increasing holdingtime from 30 to 45 minutes the bonding strength increased from 73 MPa to 157 MPa The reasonfor this increasing is that as the holding time increases the bond strength increases due to thereduction in the amount of the brittle eutectic phases Keywords high entropy alloy CuNiCoZnAl nano structured mechanical alloying welding transient liquid phase
استاد راهنما :
فتح اله كريم زاده، محمدحسن عباسي
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، محمدحسين عنايتي
