Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Ali Ashrafi
فتح اله کريم زاده (استاد راهنما) علي اشرفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sina Ghaderi
سينا قادري

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 اين پژوهش به بررسي اتصال فاز مايع گذرا فولاد زنگ نزن AISI 304L نانو/فوق ريزدانه به سوپرآلياژ پايه نيکل اينکونل 718 پرداخته شده است. فولاد با ساختار نانو/فوق ريزدانه در اين پژوهش به روش ترمومکانيکي پيشرفته ي مارتنزيت شدن توليد شده است. بدين منظور ورق فولاد با ضخامت mm10 به ابعاد برش داده شد. سپس 80% نورد سرد در دماي 15- درجه سانتي گراد برروي نمونه ها اعمال شد. با رسيدن ضخامت نهايي ورق فولادي به 2 ميلي متر، قطعاتي به ابعاد از همان ورق نورد شده برش داده شد. با انجام سيکل عمليات حرارتي در دماي °C700 به مدت زمان 300 دقيقه برروي نمونه نورد سرد شده، ساختار مارتنزيت به آستنيت بازگشت داده شد. به منظور مشاهده ساختار نمونه هاي بدست آمده، فولاد نورد شده پيش و پس از اعمال سيکل عمليات حرارتي، توسط ميکروسکوپ الکتروني عبوري مورد بررسي قرار گرفت. ريزساختار نمونه ي نورد شده پيش و پس از انجام عمليات حرارتي، حاکي از ايجاد ساختارهايي به ترتيب کاملا مارتنزيت شده و ساختاري با دانه هاي آستنيتي در ابعاد نانو/فوق ريزدانه مي باشد. پس از اطمينان از دست يابي به فولاد با ساختار دوگانه نانو/فوق ريزدانه، قطعاتي از سوپرآلياژ اينکونل 718 نيز توسط برش وايرکات تهيه گرديد. به منظور برقراري پيوند بين فولاد L304 و اينکونل 718 با روش فاز مايع گذرا، لايه واسط از جنس پايه نيکل BNi-2 در نظر گرفته شد. به منظور دست يابي به اتصال با کيفيت بالا، از بين بردن اکسيدهاي سطحي و زدودن آلودگي و چربي، سطوح فلزات پايه سنباده زني شده و تحت عمليات آلتراسونيک قرار گرفتند. سپس با قرار دادن لايه واسط بين دو سطح فلز پايه ي آماده شده، به کمک مجموعه چفت و بست هم تراز شده و تا پيش از قرار دادن در کوره، در محلول استون نگه داري شد. به منظور برقراري اتصال فاز مايع گذرا، دماي °C1050 و سه زمان متفاوت 5، 15 و 60 دقيقه و هم چنين دو فشار کم و زياد جهت مقايسه شرايط مختلف در نظر گرفته شد. کوره با اتمسفر خلا به منظور محيط گرمايش و پيونددهي مجموعه اتصال انتخاب شد. پس از برقراري اتصال، نمونه ها مقطع زني شده و توسط روش هاي استاندارد متالوگرافي شدند. مقاطع اتصال آماده سازي شده، توسط ميکروسکوپ نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي و ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشر ميدان مورد مشاهده قرار گرفتند. هم چنين از آناليز تفکيک انرژي که بر روي ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشر ميدان تعبيه شده بود جهت بررسي فازها و ترکيب شيميايي مناطق مختلف بهره گرفته شد. نتايج نشان داد نمونه هاي اتصال يافته در دماي 5 و 15 دقيقه، داراي اتصالي با فازهاي يوتکتيکي و بين فلزي بوده و فاز محلول جامد نيز بخش ديگري از اين اتصالات را شامل مي شود. در حالي که اتصال بدست آمده در 60 دقيقه به صورت کاملا هم دما انجماد يافته و فاز محلول جامد به صورت يکنواخت در آن مشاهده مي گردد. علاوه بر ناحيه اتصال که شامل منطقه انجماد يافته به طور هم دما و منطقه انجماد يافته به طور غيرهم دما مي باشد، منطقه متاثر از نفوذ در فلزات پايه نيز قابل مشاهده مي باشد که تشکيل آن به نفوذ عناصر کاهنده نقطه ذوب به خصوص بور به درون فلزات پايه نسبت داده مي شود. نتايج حاصل از آزمايشات مکانيکي نيز نشان داد سختي مناطق انجماد يافته به طور غيرهم دما بالاتر از منطقه محلول جامد مي باشد. در واقع حضور فازهاي بين فلزي ترد و شکننده در منطقه انجماد غيرهم دما سبب استحکام پايين تر ناحيه اتصال شده و بالاترين ميزان استحکام شکست براي نمونه انجماد يافته در زمان 60 دقيقه بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی