بررسی اتصال ترکیب بین‌فلزی Ni3al با استفاده از روش فاز مایع گذرا و لایه میانی مس

در این پژوهش، اتصال ترکیب بین‌فلزی ni3al با استفاده از فرایند فاز مایع گذرا و لایه میانی مس خالص مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال‌دهی در یک کوره خلا، در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد به‌ازای زمان‌های مختلف 30، 60، 90 و120 دقیقه انجام شد. اثر تغییرات زمان بر ریزساختار و خواص مکانیکی منطقه اتصال بررسی شد. نتایج آزمون پراش انرژی اتصالات، تشکیل مناطق انجماد همدما، انجماد غیرهمدما و متاثر از نفوذ در زمان‌های مختلف را تایید کرد. پس از 90 دقیقه، فازهای یوتکتیک ترد و شکننده همچنان در خط اتصال وجود داشت. حال آنکه با افزایش زمان فرایند تا 120 دقیقه، یک محلول جامد غنی از مس در خط اتصال تشکیل شد. بیشترین سختی در منطقه متاثر از نفوذ و به‌واسطه تشکیل ترکیبات تردتر، حاصل شد. با افزایش زمان فرایند تا 90 دقیقه، سختی در خط مرکزی اتصال افزایش یافت. پس از 120 دقیقه، سختی در خط مرکزی اتصال تا حدود 224 ویکرز کاهش یافت. بیشترین استحکام برشی در حدود 60 مگاپاسکال در زمان فرایند 30 دقیقه و به‌واسطه تشکیل زمینه غنی از نیکل در محل اتصال به‌دست آمد. با افزایش زمان تا 90 دقیقه، میزان استحکام برشی تا حدود 34 مگاپاسکال کاهش یافت. پس از 120 دقیقه و به‌دلیل تشکیل محلول جامد غنی از مس و نیز از بین رفتن ترکیبات یوتکتیک، استحکام برشی مجدداً تا حدود 44 مگاپاسکال افزایش یافت. ارزیابی سطوح شکست نشان داد که تا زمان 90 دقیقه، شکست بیشتر از نوع ترد بوده حال آنکه با افزایش زمان تا 120 دقیقه شکست به‌صورت نرم اتفاق افتاده است.

Investigating the Joining of Ni3Al Intermetallic Compound, using Transient Liquid Phase (TLP) Method with Cu Interlayer

In this study, joining of Ni3Al intermetallic compounds using the transient liquid phase (TLP) process with Cu interlayer was investigated. The binding process was carried out in a vacuum furnace at a temperature of 1050 °C for different times of 30, 60, 90 and 120 minutes. The effect of time variation on microstructure and mechanical properties of the joint zone was investigated. The EDS analysis results of the joints proved formation of the athermally solidified zone (ASZ), isothermally solidified zone (ISZ) and diffusion affected zone (DAZ) at different times. After 90 minutes, brittle eutectic phases still exist in the joint line. However, by increasing the process time to 120 minutes, a copperrich solid solution was formed in the joint line. Maximum hardness was attained in DAZ region and due to formation of more brittle compounds. By increasing the process time to 90 min, the hardness in the joint centerline increased. After 120 min, the hardness in the joint centerline decreased to about 224 HV. Maximum shear strength was achieved to be about 60 MPa at a process time of 30 minutes and due to formation of Nirich matrix at the joint. With increasing time to 90 min, the shear strength decreased to about 34 MPa. After 120 minutes and due to formation of copperrich solid solution as well as disappearance of eutectic compounds, shear strength again increased to about 44 MPa. Investigation of fracture surfaces showed that until 90 minutes, fracture mode was mainly brittle whereas by increasing time to 120 minutes, a more ductile fracture occurred.