Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Hamidreza Salimi jazi
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) حمیدرضا سلیمی جزی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marzieh Fattah
مرضیه فتاح

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Transient liquid phase (TLP) bonding of Al1100-B4C nanocomposite to Al6061 alloy
In this study Al1100/B 4 C composite was manufactured by accumulative roll bonding (ARB) method and it was joined to Al6061 alloy via transient liquid phase technique. The grain size in the manufactured composite was 63nm after eight cycles. Copper was used as the interlayer. In order to find appropriate thickness of interlayer, joining with three interlayers (10, 25 and 50µm) was made in different times and temperatures. Joints were done at temperatures from 560?C to 600?C and at times from 10 to 70 minutes. Optical microscope and scanning electron microscope were used for microstructure investigation and for mechanical properties studies Vickers harness test and shear strength examination were used. It was concluded that interlayer of 25µm has the best joint according to mechanical properties. Thus the rest of the joints were done with 25µm interlayer. Investigation of shear strength showed that the higher shear strength was made at 580?C and 60 min. at lower temperature the content of liquid phase was not enough and at higher temperature porosity and cracks were created at the joint. XRD pattern of samples showed precipitation of CuAl 2 particles at the joint. It was revealed that hardness depends on the content of precipitation particles CuAl 2 . At lower temperature content of this particles is higher so the hardness is higher. At the end one similar joint of Al1100/B 4 C composite was created and was compered with dissimilar joints. Investigations showed that in that dissimilar joint because of alloy elements in Al6061 the content of precipitation particles was higher that cause higher hardness. Comparison of shear strength showed that this two kinds of joints had similar strength but at the similar joint because of nanostructure and a lot of grain boundaries the diffusion was better and the shear strength was a little higher. . Keywords : Al1100/B 4 C Composite, Transient Liquid Phase, Interlayer, Isothermal Solidification, CuAl 2 Particles, Dissimilar Joint.
در این تحقیق به بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه کامپوزیت Al1100/B 4 C به آلیاژ آلومینیوم 6061 پرداخته شد. بدین منظور کامپوزیت Al-5wt%B 4 C به روش نورد تجمعی تحت هشت سیکل نورد تولید شد. اندازه دانه درکامپوزیت تولید شده پس از هشت سیکل نورد به 63 نانومتر رسید. پس از تولید کامپوزیت، لایه واسطه مس با ضخامت های 10، 25 و 50 میکرومتر به روش آبکاری بر سطح کامپوزیت‌ها ایجاد شد و کامپوزیت‌های پوشش دهی شده به روش فاز مایع گذرا به آلیاژ آلومینیوم 6061 اتصال داده شدند. اتصالات در دماهای 560 تا 600 درجه سانتی گراد و زمان های 10 تا 70 دقیقه انجام شدند. جهت بررسی‌های ریزساختاری محل اتصال از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و جهت بررسی های فازی از الگوی پراش پرتو ایکس استفاده شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی اتصال، استحکام برشی اتصالات با استفاده از دستگاه آزمون کشش و تغییرات سختی در حوالی درز اتصال، با استفاده از دستگاه سختی سنج ویکرز اندازه گیری شدند. مقایسه اتصالات با لایه های واسطه با ضخامت‌های مختلف نشان داد که لایه با ضخامت 25 میکرومتر بهترین اتصال را از نظر پر کردن درز اتصال و کامل شدن انجماد هم دما ایجاد کرده است. بنابراین در ادامه اتصالات با ضخامت 25 میکرومتر در دماها و زمان های مختلف انجام شدند. بررسی استحکام برشی اتصالات ایجاد شده، نشان داد که بالاترین استحکام برشی در دمای 580 درجه سانتی گراد و زمان 60 دقیقه به وجود آمده است. در دماهای پایین تر مذاب لازم برای ایجاد اتصال فراهم نشده و در دماهای بالاتر به دلیل انبساط و انقباض شدید، قطعه دچار اعوجاج شده و در محل اتصال آن حفره و ترک بوجود آمده است. بررسی‌های فازی توسط الگوی پراش پرتو ایکس تشکیل رسوبات CuAl 2 را در درز اتصال نشان داد. ریزسختی سنجی محل اتصال نشان داد که سختی متناسب با میزان ذرات رسوبی CuAl 2 افزایش یافته که در دماهای پایین‌تر میزان این ذرات بیشتر و درنتیجه سختی بیشتر است. در دمای پایین تر میزان نفوذ کمتر، یعنی مرحله همگن شدن و نفوذ اتم های مس از محل اتصال به درون فلز پایه کمتر اتفاق افتاده و در نتیجه ذرات رسوبی بیشتری تشکیل می‌شود که موجب افزایش سختی در موضع اتصال این قطعات می‌شود. درنهایت یک اتصال مشابه برای کامپوزیتAl1100/B 4 C ایجاد شد و با اتصالات غیر مشابهAl1100/B 4 C و آلومینیوم 6061 مقایسه شد. بررسی ها نشان داد که در اتصالات غیرمشابه به دلیل عناصر آلیاژی آلومینیوم 6061 ذرات رسوبی بیشتری در محل اتصال به وجود آمده و موجب افزایش بیشتر سختی این اتصالات شده است. مقایسه استحکام برشی نشان داد که این دو نوع اتصال تقریبا استحکام مشابه داشته‌اند ولی در اتصال مشابه کامپوزیت بدلیل نانوساختار بودن قطعه و وجود مرزهای وسیع، نفوذ لایه واسطه در فلز زمینه بهتر صورت گرفته است. همچنین به دلیل یکسان بودن دو قطعه و یکنواختی نفوذ در دو طرف، درز اتصال در این قطعات به‌طور کامل محو شده که موجب بالاتر بودن استحکام برشی اتصال مشابه نسبت به اتصالات غیرمشابه شده است. کلمات کلیدی : کامپوزیت زمینه فلزی ، آلومینیوم6061، فاز مایع گذرا، نورد تجمعی، لایه واسطه، انجماد هم دما، CuAl 2 ، اتصال غیرمشابه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی