تأثیر دماها و زمان‌های نگهداری مختلف بر خواص ریزساختار و مکانیکی اتصال دومرحله‌ای TLP سوپرآلیاژ CMSX-4

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی، پژوهشکده‌ی سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 استاد، پژوهشکده‌ی سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

3 دانشیار، دانشکده‌ی مهندسی مواد، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 دانشیار، دانشکده‌ی مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایران

doi
10.30501/jamt.2025.521355.1328
چکیده

اتصال فاز مایع گذرا (TLP) فرایندی مهم برای اتصال موادی نظیر CMSX-4 به شمار می‌رود که در آن کنترل دقیق متغیرها برای دستیابی به نتایج مطلوب اهمیت بسزایی دارد. این مطالعه به بررسی تأثیر دما و زمان نگهداری در فرایند TLP  دومرحله‌ای بر ریزساختار و رفتار مکانیکی سوپرآلیاژ CMSX-4 می‌پردازد. در این تحقیق، سوپرآلیاژ CMSX-4  با استفاده از فیلر MBF 20 در دماهای 1100 و 1150 درجه‌ی سلسیوس در زمان‌های مختلف به یکدیگر متصل شد. ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات ایجادشده به‌وسیله‌ی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی، طیف‌سنجی عنصری، ریزسختی و آزمون‌های برش ارزیابی شد. نتایج نشان داد که انجماد هم‌دمای کامل در نمونه‌های متصل‌شده در دمای 1150 درجه‌ی سلسیوس به‌مدت 85 دقیقه و در دمای 1100 درجه‌ی سلسیوس به‌مدت 120 دقیقه حاصل شد. بررسی‌های ریزساختاری مناطق مختلفی را در اتصالات نشان داد ازجمله ناحیه‌ی انجماد غیرهم‌دما (ASZ)، ناحیه‌ی انجماد هم‌دما (ISZ) و ناحیه‌ی متأثر از نفود (DAZ). استحکام با افزایش زمان و حذف مناطق مضر ASZ افزایش یافت که به رسوب ریزساختارهای منحصربه‌فردی نظیر بوریدهای غنی از نیکل و کروم و فاز محلول جامد γ' در ناحیه‌ی اتصال منجر شد. علاوه‌براین، بالاترین استحکام برشی (تقریباً 670 مگاپاسکال) در نمونه‌ی متصل‌شده در دمای ۱۱۵۰ درجه‌ی سلسیوس به‌مدت 85 دقیقه مشاهده شد. نکته‌ی قابل‌توجه آن است که انجماد ناقص در طول فرایند اتصال بالاترین ریزسختی را در ناحیه‌ی اتصال به وجود آورد که سبب کاهش استحکام برشی شد.