بررسی استحکام برشی و ریزساختار اتصال نامتجانس فولاد زنگ‌نزن به سرامیک زیرکونیا با پر کننده فاقد عناصر فعال

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

2 دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

doi
چکیده

در این پژوهش اتصال سرامیک زیرکونیا به S.S310S با استفاده از فرایند لحیم‌کاری‌سخت کوره‌‌ای تحت اتمسفر گاز آرگون صورت گرفت. آلیاژ پر‌کننده استفاده شده در این فرایند، پایه نقره بوده که فاقد عناصر فعال در ترکیب شیمیایی خود است. باتوجه به این موضوع که برخلاف S.S310S، سرامیک‌های ‌اکسیدی از ترشوندگی کمی در برابر پرکننده‌های آلیاژی برخوردارند، لذا جهت فعال نمودن سطح زیرکونیا از پوشش خالص Ti استفاده شد. ضخامت بهینه لایه پوششی nm200 تعیین شد. هدف از پوشش‌دهی کاهش مسیر نفوذ عنصر Ti در سطح نمونه سرامیکی و ایجاد لایه واکنشی TiO2 در آن منطقه می‌باشد. نمونه‌ها از طریق فرایند لحیم‌کاری‌سخت به مدت یک ساعت در دو دمای 1000 و ℃ 1100 اتصال یافتند. نمونه‌های اتصال‌دهی‌شده با فرایند لحیم‌کاری‌سخت در دو دمای 1000 و ℃ 1100 با زمان نگه‌داری یک ساعت صورت گرفتند. نتایج بدست آمده از آزمون برشی نمونه‌های لحیم‌کاری‌ شده استحکام بالای نمونه‌های با دمای ℃1000 به مقدار متوسط MPa117را نشان داد که در مقایسه با نمونه‌های لحیم‌کاری شده در دمای ℃‌1100‌(MPa 96) افزایش MPa 21‌را داشتند. برای آنالیز ریزساختاری و متالوگرافی به ترتیب از SEM و میکروسکوپ نوری استفاده شد. نتایج آنالیز عنصری و خطی بدست آمده ازآن ناحیه نشان داد کاهش استحکام علارغم افزایش دما به دلیل نفوذ بیش از حد اجزای ماده‌لحیم و همچنین تشکیل لایه واکنشی غیریکنواخت (کمانی شکل) در سطح زیرکونیا می‌باشد. لایه‌های واکنشی تشکیل شده در این فرایند شامل: ترکیبات Cu57Zr4 و Tio2 (زیرکونیا) و ترکیبات FeAg و FeCrNi (S.S310S) و فاز AgCu در ناحیه لحیم می‌باشد.