مطالعات فازی، ریزساختاری و رفتار شکست اتصال فاز مایع گذرا در آلیاژ نایمونیک 75 در دماهای مختلف

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه اراک

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک

3 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، ایران.

10.30501/jamt.2020.223401.1082

چکیده

در این پژوهش فرایند اتصال فاز مایع گذرا بر روی آلیاژ نایمونیک 75 توسط لایه واسط AWS BNi-2 به ضخامت 32 میکرون مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال فاز مایع گذرا در سه دمای مختلف 1050، 1100 و 1150 درجه سانتیگراد برای مدت زمان 60 دقیقه انجام شد. روش پراش پرتو ایکس مشخصات فازهای بورایدی را در اتصال نشان داد. برای آلیاژ نایمونیک 75 نتایج آزمایشات نشان داد که زمان و درجه حرارت تأثیر قابل مشاهده‌ای بر روی تشکیل فازهای بورایدی مانند بوراید کروم و بوراید نیکل دارد. همچنین استحکام برشی این اتصالات اندازه-گیری شد. نتایج حاکی از آن است که ساختار اتصال از سه ناحیه, منطقه انجماد همدما، منطقه انجماد غیرهمدما و منطقه متأثر از نفوذ تشکیل شده بود. ترکیبات بین‌فلزی بورایدی در انجماد غیرهمدما در دمای 1050 درجه سانتیگراد تشکیل شد. با افزایش دما از 1050 به 1150 درجه سانتیگراد نواحی انجماد غیرهمدما از بین رفته و انجماد همدما کامل شد. نواحی متأثر از نفوذ نیز در آلیاژ نایمونیک 75 با افزایش دما از بین رفت و همگن‌سازی نسبی در اتصالات ایجاد گردید. نتایج حاصل از استحکام برشی نشان داد با افزایش دمای اتصال‌دهی از 1050 به 1150 درجه سانتیگراد, استحکام برشی از 63 به 152 مگاپاسکال افزایش یافت. بررسی سطوح شکست اتصالات نشان داد که با افزایش دمای اتصال، حالت شکست از ترد به نیمه ترد و نهایتا نرم تغییر می‌یابد، که این موضوع ناشی از کاهش ترکیبات بین-فلزی و ساختار یوتکتیکی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Phase and microstructural evolutions and fracture behavior of Nimonic 75 Transient Liquid Phase joints at different temperatures

نویسندگان [English]

  • Hossein Mostaan 1
  • Amir Hassan Mahboubi 2
  • Bahman Mirzakhani 3
  • Fardin Nematzadeh 3
2 Faculty of Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Arak University, Arak 38156-8-8349, Iran.
3 Faculty of Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Arak University, Arak 38156-8-8349, Iran.
چکیده [English]

In this research, transient liquid phase bonding process on Nimonic 75 alloy using a AWS BNi-2 interlayer with thickness of 32 μm was investigatedTransient liquid phase bonding process was performed at 1050 °C, 1100°C and 1150°C 60 min. XRD technique was employed to identify the borides phase in the joint area. For the Nimonic 75 alloy, the experimental results showed that the temperature and time have evident effect on the phase constituents of the boride layersm i.e., CrB and Ni2B. Also, shear strength of TLP joints was measured. The results showed that the joint microstructure was formed of three zones including isothermal solidification zone (ISZ), thermal solidification zone and diffusion affected zone. Diffusion affected zone of the Nimonic 75 alloy was vanished and the homogenization process occurred by increasing the bonding time. Microhardness tests of the joint were performed to investigate relationships between microstructure and mechanical properties of the joint. Due to the removal of boride intermetallic compounds, decrease in hardness of the joint region was observed. The results of shear strength showed that the bonding strength was increased from 63 MPa to 152 MPa with increasing the bonding temperature from 1050 to 1150 °C, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transient liquid phase bonding
  • Nimonic 75
  • Fracture behavior
  • Phase evolutions

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 خرداد 1399
  • تاریخ دریافت: 23 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری: 23 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 25 خرداد 1399