تاثیر زمان اتصال بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه wc-co/cu/st52 با روش اتصال‌دهی فاز مایع گذرا

در این پژوهش اتصال فاز مایع گذرای فولاد ساده کربنیst52 به سرمت کاربید تنگستن- کبالت با استفاده از لایه میانی مس با ضخامت 50 میکرومتر مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور نمونه‌هایی در دمای 1100 درجه سانتی‌گراد و زمان‌های نگهداری 1، 15، 30 و 45 دقیقه به یکدیگر متصل شدند. ریزساختار اتصالات ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی بررسی شد. همچنین برای بررسی اثر اتصال بر تغییرات فازی ناحیه اتصال از آنالیز پراش پرتو ایکس استفاده شد. آزمایش‌های ریزسختی سنجی و تنش کششی برشی نیز جهت مطالعه خواص مکانیکی روی نمونه‌ها انجام شدند. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد. سه منطقه مختلف انجمادی هم‌دما و غیرهم‌دما و منطقه متاثر از نفوذ سمت ماده پایه wc-co  وجود دارد که ویژگی‌ نمونه‌ها را تعیین می‌کنند. منطقه انجماد همدما حاوی محلول جامد غنی از آهن و منطقه انجماد غیرهمدما حاوی فاز محلول جامد غنی از مس بود. در منطقه متاثر از نفوذ سمت سرمت wc-co در زمان‌های 1 و 15 دقیقه فاز η ایجاد نگردید در حالی‌که با افزایش زمان اتصال به 30 و نهایتا 45 دقیقه فاز η در منطقه متاثر از نفوذ سمت سرمت wc-co تشکیل شد. پروفیل ریز سختی برای تمامی نمونه‌ها دارای یک روند بود و حداکثر سختی مربوط به سرمت پایه wc-co به میزان 1100 ویکرز و کمترین سختی مربوط به فلزپایه فولادی و حدود 220 ویکرز بود. همچنین حداکثر استحکام کششی برشی مربوط به نمونه متصل شده در زمان 15 دقیقه و حدود 180 مگاپاسکال بود که به دلیل افزایش در کسر حجمی محلول جامد غنی از آهن و همچنین پیوستگی ریزساختاری مناسب و وجود مقدار بهینه  فاز غنی از مس در ریزساختار بدست آمد.

the effect of bonding time on the microstructure and mechanical properties of wc-co/cu/st52 dissimilar joints by tlp

in this research, the transient liquid phase bonding of st52 carbon steel to wc-co cermet using a copper interlayer with 50 μm thickness was done. for this purpose, samples were jointed to each other at a constant temperature of 1100 ºc and bonding times of 1, 15, 30, and 45 min. the microstructure of the joints was examined using an optical microscope and scanning electron microscope equipped with energy-dispersive x-ray spectroscopy. xrd analysis was also used to investigate the effect of bonding on the phase changes of the bonding area. microhardness and tensile shear tests were also conducted to study the mechanical properties of the samples. microstructural investigations showed the formation of three different zones including isothermal and athermal solidification zones and daz in the wc-co base material side, which determine the characteristics of the samples. the isothermal solidification zone contained a fe-rich solid solution and the athermal solidification zone contained a cu-rich solid solution. η phase was not formed in the daz of wc-co cermet at bonding times of 1 and 15 min. this phase was formed in the daz of wc-co cermet by increasing the bonding time to 30 and 45 min. the microhardness studies showed that all samples had the same trend. maximum microhardness was 1100 hv which was related to wc-co base cermet and the lowest microhardness was about 220 hv which was related to steel base metal. also, the maximum tensile-shear strength of the bonded samples was about 180 mpa for a bonded sample at a bonding time of 15 min, which was due to the increase in the volume fraction of iron-rich solid solution, as well as proper microstructural continuity and the presence of an optimal amount of copper-rich phase in the microstructure.