بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق تأثیر پارامترهاي نورد و آنیل بر تشکیل ترکیب بین فلزي بین دو ورق تیتانیوم و آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. براي این منظور از ورق هاي آلومینیوم 1100 و تیتانیوم خالص تجاري استفاده گردید. قبل از انجام فرایند نورد پیوندي، سطح نمونه ها به صورت شیمیایی و مکانیکی با انجام استون شویی و برسکاري تمیز شدند. سپس فرایند نورد پیوندي در درصد تغییر فرم هاي مختلف انجام گرفت. سپس عملیات حرارتی به منظور به دست آوردن ترکیب بین فلزي در شرایط مختلف دما و زمان روي نمونه هاي نورد سرد شده انجام گردید. ریزساختار لایه ها به وسیله میکروسکوپ میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی آنالیز عنصري نشان داد که لایه بین فلزي تشکیل شده عمدتاً شامل فاز TiAl3 می باشد و افزایش میزان تغییر فرم در فصل مشترك نمونه ها باعث بهبود نفوذ و بنابراین بهبود تشکیل ترکیب بین فلزي می گردد. همچنین با افزایش دما و زمان رشد طولی لایه بین فلزي تبدیل به رشد عرضی می گردد.
مقدمه
آلیاژهاي پایه آلومیناید تیتانیوم به دلیل مدول ویژه و استحکام ویژه بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین و مقاومت به اکسیداسیون مناسب مواد با پتانسیل بالایی براي کاربردهاي ساختاري دما بالا هستند. ساخت آلیاژهاي پایه آلومیناید تیتانیوم به شکل ورق و فویل براي کاربردهاي مهندسی معینی مورد علاقه می باشد. سیستم هاي حفاظت حرارتی در وسایل نقلیه هوافضا شامل مواد پوسته براي هواپیماي فراصوتی، قسمت دهانه، محفظه احتراق و نازل یک موتور جت فراصوت و موتورهاي توربین گازي، برخی از کاربردهاي مربوط به آینده براي ورق هاي آلومیناید تیتانیوم می باشند. ترکیبات بین فلزي سیستم Ti‐Al و آلیاژهاي ایجاد شده حاوي چنین ترکیباتی به دلیل وزن کم، خواص دما بالاي عالی، خواص خزشی مناسب و مقاومت به خوردگی خوب، پتانسیل زیادي براي کاربرد در صنایع هوافضا و خودرو دارند . در بین تکنولوژي هاي مواد کامپوزیتی، تولید ورق هاي کامپوزیتی توسط پیوند نورد سرد به دلیل ویژگی هاي کارآمد سرویس دهی منحصربفرد، توسعه سریعی در سال هاي اخیر داشته است. میزان قابل توجهی از تحقیقات مربوط به پیوند نورد سرد می باشد و پیوند سرد توسط پرس، اکستروژن و برش معمولاً در صنایع پیوند سرد استفاده می شوند. پیوند نورد سرد یک عملکرد فاز جامد توسط نورد در دماي محیط می باشد که در آن فلزات به هم پیوند می یابند. در طی این فرایند پیوند از طریق ایجاد تغییر فرم پلاستیکی در هر دو فلزي که قرار است تحت این فرایند به هم متصل شوند، ایجاد می گردد. فرایند نورد و آنیل واکنشی بعد از آن به طور گسترده به منظور ایجاد آلیاژهاي آلومیناید تیتانیوم روي فویل هاي متناوب آلومینیوم و تیتانیوم انجام شده است .[3 ,2] اکثر تحقیقات انجام شده به منظور رسیدن به آلیاژ آلومیناید TiAl بوده است. با این حال اثر پارامتر درصد تغییرشکل حاصل از نورد سرد تاکنون بررسی نشده است. بدین منظور در این مقاله سعی شده است که به بررسی فاکتورهاي نورد سرد و آنیل واکنشی در دماهاي کمتر از نقطه ذوب آلومینیوم پرداخته شود.
روش پژوهش
در این تحقیق از ورق آلومینیوم 1100 با ضخامت 1 میلیمتر و ورق تیتانیوم خالص تجاري با ضخامت 0/5 میلیمتر استفاده گردید. دو ورق آلومینیوم و یک ورق تیتانیوم میانی هر سه با ابعاد 5 سانتیمتر در 10 سانتیمتر براي انجام نورد تهیه شدند. ورق هاي آلومینیومی به مدت یک ساعت در دماي 350 درجه سانتی گراد آنیل اولیه شدند. سپس براي شروع فرایند نورد پیوندي نمونه ها اسیدشویی شده و سپس به مدت ده دقیقه در استون قرار گرفتند تا چربی زدایی به صورت کامل انجام گیرد. در گام بعدي براي حذف لایه اکسیدي و دیگر فیلم هاي آلودگی از روي سطح، از عملیات برسکاري مکانیکی استفاده شد. عملیات برسکاري به وسیله یک دریل دستی که به آن یک برس سیمی آهنی با قطر 9 سانتیمتر متصل بود، انجام گرفت. یک سطح از هر دو ورق آلومینیوم و هر دو سطح ورق تیتانیوم برسکاري شدند. فرایند نورد با استفاده از یک دستگاه نورد دو غلتکه با غلتک هایی با قطر 127 میلیمتر در سرعت 2 متر در دقیقه انجام گردید. در این مرحله درصد تغییر فرم هاي 50، 60، 70 و 80 درصد بر روي نمونه حاصل از سه ورق اعمال گردید. پس از آن نمونه هاي مختلف در دماهاي مختلف 300، 400، 550 و 650 درجه سانتی گراد در زمان هاي مختلف 2، 5 و 10 ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی هاي ریزساختاري از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. براي شناسایی فازها از آنالیز عنصري EDS استفاده گردید.
