Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Hamidreza Salimi jazi
مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما) حميدرضا سليمي جزي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marzieh Fattah
مرضيه 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 اين تحقيق به بررسي ريزساختار و خواص مکانيکي اتصال غيرمشابه کامپوزيت Al1100/B 4 C به آلياژ آلومينيوم 6061 پرداخته شد. بدين منظور کامپوزيت Al-5wt%B 4 C به روش نورد تجمعي تحت هشت سيکل نورد توليد شد. اندازه دانه درکامپوزيت توليد شده پس از هشت سيکل نورد به 63 نانومتر رسيد. پس از توليد کامپوزيت، لايه واسطه مس با ضخامت هاي 10، 25 و 50 ميکرومتر به روش آبکاري بر سطح کامپوزيت‌ها ايجاد شد و کامپوزيت‌هاي پوشش دهي شده به روش فاز مايع گذرا به آلياژ آلومينيوم 6061 اتصال داده شدند. اتصالات در دماهاي 560 تا 600 درجه سانتي گراد و زمان هاي 10 تا 70 دقيقه انجام شدند. جهت بررسي‌هاي ريزساختاري محل اتصال از ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي و جهت بررسي هاي فازي از الگوي پراش پرتو ايکس استفاده شد. به منظور بررسي خواص مکانيکي اتصال، استحکام برشي اتصالات با استفاده از دستگاه آزمون کشش و تغييرات سختي در حوالي درز اتصال، با استفاده از دستگاه سختي سنج ويکرز اندازه گيري شدند. مقايسه اتصالات با لايه هاي واسطه با ضخامت‌هاي مختلف نشان داد که لايه با ضخامت 25 ميکرومتر بهترين اتصال را از نظر پر کردن درز اتصال و کامل شدن انجماد هم دما ايجاد کرده است. بنابراين در ادامه اتصالات با ضخامت 25 ميکرومتر در دماها و زمان هاي مختلف انجام شدند. بررسي استحکام برشي اتصالات ايجاد شده، نشان داد که بالاترين استحکام برشي در دماي 580 درجه سانتي گراد و زمان 60 دقيقه به وجود آمده است. در دماهاي پايين تر مذاب لازم براي ايجاد اتصال فراهم نشده و در دماهاي بالاتر به دليل انبساط و انقباض شديد، قطعه دچار اعوجاج شده و در محل اتصال آن حفره و ترک بوجود آمده است. بررسي‌هاي فازي توسط الگوي پراش پرتو ايکس تشکيل رسوبات CuAl 2 را در درز اتصال نشان داد. ريزسختي سنجي محل اتصال نشان داد که سختي متناسب با ميزان ذرات رسوبي CuAl 2 افزايش يافته که در دماهاي پايين‌تر ميزان اين ذرات بيشتر و درنتيجه سختي بيشتر است. در دماي پايين تر ميزان نفوذ کمتر، يعني مرحله همگن شدن و نفوذ اتم هاي مس از محل اتصال به درون فلز پايه کمتر اتفاق افتاده و در نتيجه ذرات رسوبي بيشتري تشکيل مي‌شود که موجب افزايش سختي در موضع اتصال اين قطعات مي‌شود. درنهايت يک اتصال مشابه براي کامپوزيتAl1100/B 4 C ايجاد شد و با اتصالات غير مشابهAl1100/B 4 C و آلومينيوم 6061 مقايسه شد. بررسي ها نشان داد که در اتصالات غيرمشابه به دليل عناصر آلياژي آلومينيوم 6061 ذرات رسوبي بيشتري در محل اتصال به وجود آمده و موجب افزايش بيشتر سختي اين اتصالات شده است. مقايسه استحکام برشي نشان داد که اين دو نوع اتصال تقريبا استحکام مشابه داشته‌اند ولي در اتصال مشابه کامپوزيت بدليل نانوساختار بودن قطعه و وجود مرزهاي وسيع، نفوذ لايه واسطه در فلز زمينه بهتر صورت گرفته است. همچنين به دليل يکسان بودن دو قطعه و يکنواختي نفوذ در دو طرف، درز اتصال در اين قطعات به‌طور کامل محو شده که موجب بالاتر بودن استحکام برشي اتصال مشابه نسبت به اتصالات غيرمشابه شده است. کلمات کليدي : کامپوزيت زمينه فلزي ، آلومينيوم6061، فاز مايع گذرا، نورد تجمعي، لايه واسطه، انجماد هم دما، CuAl 2 ، اتصال غيرمشابه.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی