Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ali Ashrafi
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) علی اشرفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sina Ghaderi
سینا قادری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
In this research, has studied Joining of nano/ultrafine grained 304L austenitic stainless steel to nickel-base inconel 718 superalloy. The nano/ultrafine grained steel has produced by advanced thermomechanical martensitic method. The sheet of the steel cut as the dimensions of 10×100×40 mm. after that, applied 80% cold rolling at -15 °C to the samples to reaching the thickness of 2 mm. the cold rolled sheet has cut and the heat treatment cycle at 700 °C for 300 min applied to the samples. It led to reaching the reversed austenitic microstructure. To study the microstructure of the rolled and heated samples, has used the transition electron microscope (TEM). The TEM pictures indicating fully martensitic and nano/ultrafine grained microstructure, respectively. The samples of the inconel 718 has cut by the wire-cutter. To joining the AISI 304L and inconel 718 used nickel-based interlayer BNi-2. Ultrasonic treatment applied to the samples to removing the surface oxidation and the impurity. The joining collection has fixed by the fixture and puted in aceton. The bonding has done in 1050 °C for three times of 5, 15 and 60 min. the furnace with vacuum atmosphere has used for the joining. After joining the samples, the bonded are cross sectioned and has used standard metallographic ways. Prepared joint areas has observed by the optical microscopy, scanning electron microscopy and field-emmission scanning electron microscopy. The energy dispersive spectroscopy (EDS) used to studying the chemical composition of the phases. Result showed that samples bonded in 5 and 15 minutes, have a joint zone with eutectic and intermetallic phases and solid solution phase. The jointed sample in 60 min, has solidified fully isothermally. Besides these regions, the diffusion affected zone observed in joint zone. The mechanical test showed a higher micro hardness in isothermally solidified zone against other regions. The presence of the intermetallic phases in the joint zone, led to a lower strength and the highest strength has gained from the bonded sample in 60 minutes.
در این پژوهش به بررسی اتصال فاز مایع گذرا فولاد زنگ نزن AISI 304L نانو/فوق ریزدانه به سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل 718 پرداخته شده است. فولاد با ساختار نانو/فوق ریزدانه در این پژوهش به روش ترمومکانیکی پیشرفته ی مارتنزیت شدن تولید شده است. بدین منظور ورق فولاد با ضخامت mm10 به ابعاد برش داده شد. سپس 80% نورد سرد در دمای 15- درجه سانتی گراد برروی نمونه ها اعمال شد. با رسیدن ضخامت نهایی ورق فولادی به 2 میلی متر، قطعاتی به ابعاد از همان ورق نورد شده برش داده شد. با انجام سیکل عملیات حرارتی در دمای °C700 به مدت زمان 300 دقیقه برروی نمونه نورد سرد شده، ساختار مارتنزیت به آستنیت بازگشت داده شد. به منظور مشاهده ساختار نمونه های بدست آمده، فولاد نورد شده پیش و پس از اعمال سیکل عملیات حرارتی، توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار نمونه ی نورد شده پیش و پس از انجام عملیات حرارتی، حاکی از ایجاد ساختارهایی به ترتیب کاملا مارتنزیت شده و ساختاری با دانه های آستنیتی در ابعاد نانو/فوق ریزدانه می باشد. پس از اطمینان از دست یابی به فولاد با ساختار دوگانه نانو/فوق ریزدانه، قطعاتی از سوپرآلیاژ اینکونل 718 نیز توسط برش وایرکات تهیه گردید. به منظور برقراری پیوند بین فولاد L304 و اینکونل 718 با روش فاز مایع گذرا، لایه واسط از جنس پایه نیکل BNi-2 در نظر گرفته شد. به منظور دست یابی به اتصال با کیفیت بالا، از بین بردن اکسیدهای سطحی و زدودن آلودگی و چربی، سطوح فلزات پایه سنباده زنی شده و تحت عملیات آلتراسونیک قرار گرفتند. سپس با قرار دادن لایه واسط بین دو سطح فلز پایه ی آماده شده، به کمک مجموعه چفت و بست هم تراز شده و تا پیش از قرار دادن در کوره، در محلول استون نگه داری شد. به منظور برقراری اتصال فاز مایع گذرا، دمای °C1050 و سه زمان متفاوت 5، 15 و 60 دقیقه و هم چنین دو فشار کم و زیاد جهت مقایسه شرایط مختلف در نظر گرفته شد. کوره با اتمسفر خلا به منظور محیط گرمایش و پیونددهی مجموعه اتصال انتخاب شد. پس از برقراری اتصال، نمونه ها مقطع زنی شده و توسط روش های استاندارد متالوگرافی شدند. مقاطع اتصال آماده سازی شده، توسط میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان مورد مشاهده قرار گرفتند. هم چنین از آنالیز تفکیک انرژی که بر روی میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان تعبیه شده بود جهت بررسی فازها و ترکیب شیمیایی مناطق مختلف بهره گرفته شد. نتایج نشان داد نمونه های اتصال یافته در دمای 5 و 15 دقیقه، دارای اتصالی با فازهای یوتکتیکی و بین فلزی بوده و فاز محلول جامد نیز بخش دیگری از این اتصالات را شامل می شود. در حالی که اتصال بدست آمده در 60 دقیقه به صورت کاملا هم دما انجماد یافته و فاز محلول جامد به صورت یکنواخت در آن مشاهده می گردد. علاوه بر ناحیه اتصال که شامل منطقه انجماد یافته به طور هم دما و منطقه انجماد یافته به طور غیرهم دما می باشد، منطقه متاثر از نفوذ در فلزات پایه نیز قابل مشاهده می باشد که تشکیل آن به نفوذ عناصر کاهنده نقطه ذوب به خصوص بور به درون فلزات پایه نسبت داده می شود. نتایج حاصل از آزمایشات مکانیکی نیز نشان داد سختی مناطق انجماد یافته به طور غیرهم دما بالاتر از منطقه محلول جامد می باشد. در واقع حضور فازهای بین فلزی ترد و شکننده در منطقه انجماد غیرهم دما سبب استحکام پایین تر ناحیه اتصال شده و بالاترین میزان استحکام شکست برای نمونه انجماد یافته در زمان 60 دقیقه بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی