شماره مدرك
21100
شماره راهنما
18092
پديد آورنده
قزويني زاده اصفهاني، شايان
عنوان
اتصال آلياژ آنتروپي بالاي CoCrFeMnNi به فولاد زنگنزن 316L به روش فاز مايع گذرا و ارزيابي خواص اتصال
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
يازده، 96ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
اتصال فاز مايع گذرا , انجماد همدما , منطقه متأثر از نفوذ , آلياژ آنتروپي بالا , فولاد زنگنزن L316
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/17
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
دانشكده
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/18
كد ايرانداك
23226479
چكيده فارسي
اتصال غير مشابه آلياژهاي آنتروپي بالا به آلياژهاي ديگر، به دليل كاهش هزينهها و دارا بودن كاربردهاي مهم در صنايعي نظير هوافضا، پزشكي، هستهاي و نفت و گاز، اهميت زيادي دارد. در اين پژوهش، اتصال غيرمشابه از طريق فاز مايع گذرا بين آلياژ آنتروپي بالاي FeCoCrNiMn و فولاد زنگنزن L316 انجام شد و پارامترهاي بهينه آن مورد بررسي قرار گرفت. پس از انجام مراحل آمادهسازي، اتصال نمونهها با استفاده از ميانلايه BNi-2 در دماي ثابت 1060 درجه سانتيگراد و زمانهاي 5، 15، 30 و 60 دقيقه در اتمسفر خلأ انجام شد و در همان اتمسفر تا رسيدن به دماي محيط، عمليات خنكسازي صورت گرفت. پس از انجام اتصال، نمونهها برش وايركات داده شد و براي بررسي ريزساختارهاي نوري و الكتروني روبشي، سختيسنجي و خوردگي آمادهسازي و بهينه شدند. پس از انجام آزمون برشي، از نمونهها جهت تعيين فازها آناليز XRD گرفتهشد. بر اساس نتايج به دست آمده، مشاهدهشد كه مناطق مختلفي در ناحيه اتصال در زمانهاي متفاوت به وجود آمده است كه شامل مناطق انجماد همدما، انجماد غيرهمدما و متأثر از نفوذ ميباشد. پس از بررسي تصاوير ميكروسكوپ نوري، مشاهده شد كه با افزايش زمان، ضخامت ناحيه انجماد غيرهمدما كاهش ميبايد كه ناشي از كم شدن تركيبات بين فلزي ميباشد. در زمان نگهداري 60 دقيقه، انجماد همدما به طور كامل صورتگرفت. منطقه انجماد غير همدما شامل تركيبات بورايدي غني از نيكل و كروم و همچنين سيليسيدهاي غني از نيكل بود. در مقابل، در منطقه انجماد همدما تنها فاز محلول جامد γ غني از نيكل مشاهده شد كه تركيب شيميايي آن به شدت با تركيب اوليه ميانلايه مشابهت داشت. نتايج آزمون استحكام برشي نشان داد كه با افزايش زمان فرايند، استحكام برشي افزايشيافته و بيشترين مقدار آن در زمان 60 دقيقه و حدود 469 مگاپاسكال به دست آمد. تصاوير سطوح شكست بيانگر شكست ترد در نمونههاي داراي منطقه انجماد غير همدما و شكست نرم در اتصالات داراي منطقه انجماد همدما بود. نتايج آزمون ريز سختي نيز نشان داد كه بيشترين سختي در نمونه اتصاليافته در دماي 1060 درجه سانتيگراد و زمان 5 دقيقه (با انجماد همدماي ناقص) مربوط به منطقه انجماد غير همدما است. بهمنظور ارزيابي رفتار خوردگي نمونهها، آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك بر روي نمونهها انجام شد. نتايج نشان داد نمونه اتصاليافته در دماي 1060 درجه سانتيگراد و زمان 60 دقيقه، نسبت به فلز پايه پيش از اتصالدهي از مقاومت خوردگي بالاتري برخوردار است.
چكيده انگليسي
The dissimilar joining of high-entropy alloys to other alloys is of significant importance due to cost reduction and critical applications in industries such as aerospace, medical, nuclear, and oil and gas. In this research, dissimilar joining was achieved through a transient liquid phase process between the FeCoCrNiMn HEA and 316L stainless steel, and its optimal parameters were investigated. Following the preparation stages, the samples were joined using a BNi-2 interlayer at a constant temperature of 1060°C for durations of 5, 15, 30, and 60 minutes under a vacuum atmosphere, followed by cooling to ambient temperature in the same atmosphere. After joining, the samples were wire-cut, and prepared and optimized for optical and scanning electron microscopy microstructure analysis, hardness testing, and corrosion evaluation. Shear strength tests were performed, and X-ray Diffraction analysis was conducted on the samples to determine the chemical composition of the phases. Based on the obtained results, various regions were observed in the joint zone at different holding times, including isothermal solidification, non-isothermal solidification, and diffusion-affected zones. Microstructural examination using optical microscopy revealed that with increasing holding time, the thickness of the non-isothermal solidification zone decreased, attributed to the reduction of intermetallic compounds. At a holding time of 60 minutes, complete isothermal solidification occurred. The non-isothermal solidification zone contained nickel and chromium-rich boride compounds, as well as nickel-rich silicides. In contrast, only a nickel-rich γ solid solution phase was observed in the isothermal solidification zone, with a chemical composition closely resembling that of the initial interlayer. Shear strength test results indicated an increase in shear strength with an increase in process time, reaching a maximum value of approximately 469 MPa at 60 minutes. Fracture surface analysis suggested brittle fracture in samples with a non-isothermal solidification zone and ductile fracture in joints with an isothermal solidification zone. Microhardness test results showed that the highest hardness, observed in the sample joined at 1060°C for 5, corresponded to the non-isothermal solidification zone. To evaluate the corrosion behavior of the samples, potentiodynamic polarization tests were performed. The results demonstrated that the sample joined at 1060°C for 60 minutes exhibited superior corrosion resistance compared to the base metals prior to joining.
استاد راهنما
مسعود عطاپور , محمد رضايت
استاد داور
علي اشرفي , علي شفيعي