بخشی از مقاله
چکیده
در فرایند فازمایع انتقالی به منظور حذف گرادیان غلظتی موجود بین اتصال و فلزپایه و در واقع همگن شدن ساختار پس از تکمیل انجماد هم دما، عملیات حرارتی مشابه همگن سازی در آلیاژهای ریختگی انجام می شود. با حذف گرادیان غلظتی، نقطه ذوب اتصال به مقادیر بالاتری از دمای فرایند انتقال می یابد. در اتصال سوپرآلیاژها به روش فاز مایع انتقالی برای بهبود مورفولوژی رسوبات تشکیل شده و یکنواخت شدن غلظت عناصر حل شونده در اتصال، عملیات حرارتی پس از اتصال دهی انجام می شود.
به همین منظور سوپرآلیاژ اینکونل 738 انحلال یافته پس از اتصال دهی به روش فازمایع انتقالی تحت عملیات پیرسازی قرار گرفت. سپس نمونه ها به منظور بررسی خواص مکانیکی قبل و بعد از عملیات حرارتی تحت آزمون های استحکام برشی و ریزسختی قرار گرفتند. بررسی های ریزساختار میکروسکوپ نوری بیانگر تغییر مورفولوژی رسوبات در فلزپایه است.
همچنین میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی سطوح شکست مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون ها، افزایش چشمگیر استحکام نمونه های عملیات حرارتی شده نسبت به نمونه های عملیات حرارتی نشده را نشان داد. همچنین نتایج حاکی از بهبود خواص ریزساختاری و مکانیکی اتصال می باشند.
مقدمه
فرایند فاز مایع انتقالی به عنوان فرایند انجماد در دمای ثابت و به طور علمی به عنوان لحیم کاری سخت نفوذی شناخته می شود - . - X. Wu, 2001 در این روش نفوذ متقابل عناصر بین لایه واسط و زمینه در دمای ثابت رخ داده و یک ترکیب با نقطه ذوب بالا در فصل مشترک شکل می گیرد. این روش به صورت موفقیت آمیزی برای بعضی سیستم های فلزی و سرامیکی از جمله سوپرآلیاژها به کار گرفته شده است
امکان ایجاد یک اتصال عاری از ترکیبات بین فلزی ناخواسته، عدم احتیاج به سطوح پیونددهی با کیفیت بالا، فشار پیونددهی اندک، سیکل گرمایش و سرمایش ساده و غیره از جمله مزایای فرایند اتصال دهی فاز مایع انتقالی نسبت به دیگر تکنیک های صنعتی پیونددهی می باشد
سوپرآلیاژ اینکونل 738 از جمله سوپرآلیاژهای پایه نیکل رسوب سخت است که با رسوبات گاما پرایم استحکام می یابد این آلیاژ به خاطر مقاومت مکانیکی خوب ناشی از این رسوبات در دمای بالا، به طور گسترده در اجزای داغ استفاده می شود
بیشترین کاربرد آن در صنایع مرتبط با توربین های گازی از قبیل صنایع تولید انرژی، پتروشیمی، هواپیمایی و غیره می باشد - . - O.A. Ojo, 2004 از آن جا که این آلیاژ به صورت ریختگی استفاده می شود، کمتر به بحث عملیات حرارتی آن به خصوص در فرایندهای اتصال دهی پرداخته شده است. به طور کلی سه نوع عملیات حرارتی بر روی سوپرآلیاژها انجام می پذیرد: - 1 انحﻻل - 2 همگن سازی - 3 پیرسازی
با این حال تحقیقات بسیار اندکی در مورد تأثیر انحلال و پیرسازی این نوع اتصال صورت گرفته است. در این تحقیق سعی شده اثر عملیات انحلال قبل از اتصال دهی و اثر پیرسازی بعد از اتصال دهی بر خواص مکانیکی اتصال سوپرآلیاژ اینکونل 738 به روش فاز مایع انتقالی بررسی شود.
مواد و روش تحقیق
شمش سوپرآلیاژ اینکونل 738 با ترکیب شیمیایی ذکر شده در جدول 1 به عنوان فلزپایه بکار گرفته شد. نمونه های اتصال دهی به ابعاد 5×10×10 میلیمتر با دستگاه وایرکات برش داده شدند. سپس نمونه ها در دمای 1120 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت تحت عملیات انحلال قرار گرفتند. سطوح اتصال با استفاده از سنباده SiC تا شماره 800 صیقل داده شده و سپس در محلول استون به روش التراسونیک تمیز شدند.
درز اتصال با قرار دادن Spacer بین دو لبه انتهایی نمونه ها ایجاد گردید. خمیر AMS 4777 با ترکیب شیمیایی اشاره شده در جدول1 در بالای درز اتصال نمونه ها قرار گرفت. فیکسچری از جنس فولاد زنگ نزن برای نگه داشتن نمونه ها تهیه شد. عملیات اتصال دهی در کوره خلاء با فشار 10- 4 میلی بار انجام شد. دمای اتصال دهی 1120 درجه سانتی گراد در زمان های 45 و 60 دقیقه به ترتیب برای درز اتصال های 40 و 80 میکرومتر انجام شد
