تاثیر پارامترهای اتصال نفوذی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس فولاد زنگ نزن مارتنزیتی ۴۱۸ به سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ با استفاده از لایه واسط نیکل

هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر پارامترهای اتصال نفوذی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فولاد مارتنزیتی ۴۱۸ به سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ با استفاده از لایه واسط نیکل خالص با ضخامت ۵۰ میکرومتر می باشد. آزمایش ها در کوره خلاء در سه دمای ۱۰۵۰،۱۰۰۰ و ۱۱۵۰ درجه سانتی گراد برای مدت زمان ۴۵ ، ۶۰ ، ۷۵ و ۹۰ دقیقه و تحت فشار ۵ مگاپاسکال انجام پذیرفت. نتایج نشان می دهد که حفره ها و نواحی بدون پیوند در نمونه هایی که در دمای پایین تر (۱۰۰۰ درجه سانتی گراد) به هم متصل شده اند دیده می شوند. با افزایش دمای اتصال از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به ۱۰۵۰ درجه سانتی گراد، تمام ناپیوستگی های میکرو از بین رفته اند که نشان می دهد تغییر شکل میکروپلاستیک زبری ها بهبود یافته است. سپس با افزایش دما به ۱۱۵۰ درجه سانتی گراد، نواحی بدون پیوند در اتصال مشاهده می شوند  که به علت کاهش فشار اعمالی از سوی فیکسچر بر روی سطوح در تماس به علت افزایش دما می باشد. هنگام استفاده از نیکل خالص به عنوان لایه واسط، در سمت سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ ترکیباتی بین فلزی [γ' [Ni۳Al, Ti در فاز زمینه γ تشکیل می شوند در حالی که در سمت فولاد مارتنزیتی۴۱۸ ترکیبات مخلوط فازی FeNi۳ و (γFe,Ni) γ تشکیل می شوند. با توجه به نتایج آنالیز اسکن خطی، شیب و نفوذ عناصر در سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ کمتر از فولاد مارتنزیتی ۴۱۸ می باشد که نشان دهنده نفوذ کمتر در سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ است. در نمونه جوشکاری شده در دمای۱۰۵۰ درجه سانتی گراد و زمان ۹۰ دقیقه، میزان نفوذ لایه نیکل در فولاد مارتنزیتی ۴۱۸ برابر ۴۰ میکرومتر و در سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ برابر ۳۵ میکرومتر می باشد. با مقایسه بیشینه سختی می توان نتیجه گرفت اتصال در شرایط دمای ۱۰۵۰ درجه سانتی گراد و زمان ۹۰ دقیقه از بیشینه سختی کمتری نسبت به دیگر نمونه ها برخوردار است، لذا می توان نتیجه گرفت که از لحاظ ترکیبات بین فلزی از شرایط بهتری نسبت به سایر نمونه ها برخوردار است. بیشترین مقدار استحکام برشی در دمای ۱۰۵۰ درجه سانتی گراد و زمان ۹۰ دقیقه به میزان ۲۷۰ مگاپاسگال بدست آمد.

کلیدواژه ها:

Diffusion Welding ، AISI ۴۱۸ stainless steel ، Inconel ۷۳۸ alloy ، Microstructure ، Shear strength. ، جوشکاری نفوذی ، فولاد زنگ نزن مارتنزیتی ۴۱۸ ، سوپرآلیاژ اینکونل ۷۳۸ ، ریز ساختار ، استحکام برشی.