Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolmajid Eslami,Morteza Shamanian esfahani,Seyed mehran Nahvi
عبدالمجید اسلامی (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) سیدمهران نحوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hossein Shirkhani
حسین شیرخانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
In this study Mn-Ni-Cr alloy was sprayed on AISI 321 stainless steel substrates using a thermal flame spray technique. For this purpose, the flame spraying method was used to create the coating of the aforementioned alloy as an interface layer in the brazing process. Regarding the importance of the absence of oxide phases in the coating, argon and nitrogen was used as a carrier gas for the brazing. The microstructure of coated samples was studied using scanning electron microscopy(SEM). It was observed that when used instead of air from argon and nitrogen as carrier gas, the amount of spreading lats was reduced and the porosity and prosity in the coating increased. Surface coatings were investigated by X-ray diffraction and it was observed that the use of protective gases reduced and eliminated some of the oxides. In this study, due to the high number of samples, the samples were first coated with air, under the brazing process, to obtain optimal parameters of temperature and time. The samples coated with argon and nitrogen gas at optimal temperature and time were subjected to brazing. Also, a foil with a similar composition of braze alloy was used to perform the brazing process. The process was performed by choosing a temperature of 1150 ° C as a constant temperature and changing the time of brazing process from 5 to 45 minutes to determine the optimum time. The results obtained from microstructural reviews and tensile strength tests indicate an optimum time of 45 minutes, then, at time of 45 minutes and the Temperature at 1110 ° C and 1130 ° C samples were brazed. Tensile strength test results indicate temperature of 1150° C for optimum temperature. Therefore, the samples coated with neutral gases as well as the desired foil were brazed at optimal temperature and time. Among of the samples coatted with the highest strength is 116 MPa and the minimum strength is 45 MPa. This is while the strength of the foil brazed sample is 405 MPa. The main factor in the strength of the brazing process is the manganese element, which can be completely dissolved in iron and form a strong metallurgical bond. Investigation of microstructure images and distribution of elements, indicating that the formation of solid solution and a brittle phase is not formed. On the other hand, the main reason is the strength difference between the samples brazed by coating and foil the surface discontinuities on the substrate that was created during the sand blasting process. Keywords:
در این پژوهش نمونه‌های فولاد زنگ نزن AISI 321 با استفاده از پاشش شعله‌ای آلیاژ لحیم منگنز- نیکل- کروم که به صورت مفتول‌هایی به قطر 3-9/2 میلی‌متر تهیه شد تحت فرآیند لحیم‌کاری سخت قرار گرفتند. با توجه به اهمیت عدم حضور فازهای اکسیدی در پوشش تشکیل شده، جهت ایجاد اتصالی با خواص مناسب از گازهای آرگون و نیتروژن در کنار هوا (رایج در صنعت) به عنوان گاز حمل‌کننده استفاده شد. ریزساختار نمونه‌های پوشش داده شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد هنگامی که از گازهای خنثی به جای هوا استفاده می‌شود، میزان پخش شدن اسپلت‌ها کاهش یافته و از طرفی مقدار تخلخل و حفرات در پوشش افزایش یافته است. همچنین مورفولوژی سطوح پوشش توسط دستگاه رویه نگار لیزر سطوح مورد بررسی قرار گرفت. سطوح پوشش توسط آنالیز XRD بررسی و مشاهده شد که استفاده از گازهای محافظ باعث کاهش و حذف برخی از اکسیدها شده است. در این پژوهش به دلیل تعداد بالای نمونه‌ها ابتدا نمونه‌های پوشش داده شده با استفاده از هوا، تحت فرآیند لحیم‌کاری قرار گرفتند تا پارامترهای بهینه دما و زمان بدست آید، سپس نمونه‌های پوشش داده شده با گازهای آرگون و نیتروژن در دما و زمان بهینه تحت فرآیند لحیم‌کاری قرار گرفتند. همچنین از فویل با ترکیب مشابه آلیاژ لحیم جهت انجام فرآیند لحیم‌کاری استفاده شد. قبل از انجام فرآیند لحیم‌کاری دمای ذوب آلیاژ مورد نظر توسط آنالیز گرماسنجی افتراقی جهت انتخاب دما و زمان مناسب فرآیند تعیین گردید. با انتخاب دمای 1150 درجه سانتی‌گراد به عنوان دمای ثابت و تغییر زمان انجام فرآیند لحیم‌کاری از 5 تا 45 دقیقه جهت تعیین زمان بهینه، فرآیند انجام شد. نتایج بدست آمده ازبررسی‌های ریزساختاری و آزمون استحکام کششی حاکی از بهینه بودن زمان 45 دقیقه می‌باشد. سپس در زمان 45 دقیقه نمونه‌ها در دمای 1110 و 1130 درجه سانتی‌گراد لحیم‌شدند، که استحکام کششی کمتری از نمونه لحیم شده در دمای 1150 درجه داشتند. بنابراین نمونه‌های پوشش داده شده با گازهای خنثی و همچنین فویل مورد نظر در دمای 1150 درجه سانتی‌گراد وزمان 45 دقیقه لحیم‌شدند. در بین نمونه‌های دارای پوشش بیشترین استحکام مربوط به نمونه پوشش داده شده با گاز آرگون با مقدار استحکام 116 مگاپاسکال و کمترین استحکام برابر 45 مگاپاسکال می‌باشد، که مربوط به نمونه 5 دقیقه لحیم شده است. این در حالی است که استحکام نمونه لحیم شده با فویل برابر 405 مگاپاسکال می‌باشد. عامل اصلی استحکام در فرآیند لحیم‌کاری عنصر منگنز است که می‌تواند به طور کامل در آهن حل شود و پیوندهای متالورژیکی قوی تشکیل دهد. بررسی تصاویر ریزساختار و نحوه توزیع عناصر، نشان‌دهنده عدم تشکیل فاز ترد در ناحیه اتصال و تشکیل محلول جامد می‌باشد. همچنین بررسی سطوح شکست حاکی از شکست ترد نمونه‌های لحیم‌شده در دما و زمان غیر بهینه می‌باشد. از طرفی دلیل اصلی اختلاف استحکام بین نمونه‌های لحیم شده با پوشش و فویل ناپیوستگی‌های سطحی موجود بر روی زیرلایه می‌باشد که در طی فرآیند ماسه‌پاشی ایجاد شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی