تاثیر زمان عملیات و ضخامت لایه واسطه بر خواص سیستم اتصالی aisi316l/bni-2/wc-co با روش فاز مایع گذرا

در این پژوهش فولاد زنگ‌نزن 316l و سرمت wc-10co توسط روش اتصال فاز مایع گذرا با استفاده از لایه میانی bni-2 در دو ضخامت 25 و 50 میکرومتر به یکدیگر متصل شدند. فرایند اتصال نمونه‌ها در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد و در زمان‌های نگهداری 1، 15 و 30 دقیقه انجام شد. پس از انجام عملیات اتصال ریزساختار اتصالات ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به سیستم آنالیز تفکیک انرژی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های ریزسختی سنجی و تنش کششی-برشی نیز جهت مطالعه رفتار مکانیکی نمونه‌ها انجام گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که مکانیزم شکل‌گیری ناحیه انجمادی در تمامی نمونه‌ها، مکانیزم انجماد همدما بوده و در اثر انجام اتصال یک ناحیه انجمادی همدما ایجاد می‌شود. همچنین تنها فاز موجود در منطقه انجمادی هم دما محلول جامد پایه نیکلی بود. در منطقه متاثر از نفوذ سمت ماده پایه فولادی فارغ از ضخامت لایه میانی بورایدهای کمپلکس و در منطقه متاثر از نفوذ سمت ماده wc-co فاز ترد و شکننده اتا ایجاد شد. بررسی ریزسختی نمونه‌ها نشان داد که حداکثر سختی در تمامی نمونه‌ها متعلق به ماده پایه wc-co و در حدود 1100 ویکرز بوده که دلیل آن وجود ذرات سخت wc بود. همچنین حداکثر استحکام کششی-برشی حدود 240 مگاپاسکال و متعلق به نمونه متصل شده در زمان 15 دقیقه با استفاده از لایه میانی با ضخامت 50 میکرومتر بود.

the effect of operation time and interlayer thickness on properties of aisi316l/bni-2/wc-co bonding system by tlp

in this study, 316l stainless steel and wc-10co cermet were bonded by transient liquid phase process with bni-2 interlayers with different thicknesses of 25 and 50 μm. the bonding process was conducted at 1050 °c for 1, 15, and 30 min. after bonding, the microstructure of the joints was examined using optical microscopy and scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive x-ray spectroscopy. microhardness and tensile-shear tests were also performed to study the mechanical properties of the bonded samples. microstructural analyses revealed that the formation mechanism of the solidified region in all samples was isothermal solidification, resulting in an isothermal solidification zone upon bonding. additionally, the only phase present in the isothermal solidification zone was a nickel-based solid solution. in the diffusion-affected zone of the steel base material, complex borides formed regardless of the interlayer thickness. in the diffusion-affected zone of the wc-co material, a brittle eta phase formed. microhardness tests indicated that the maximum hardness in all samples was approximately 1100 vickers, which was attributed to the presence of hard wc particles in the wc-co base material. furthermore, the highest tensile-shear strength, approximately 240 mpa, was observed in the bonded sample for 15 min with 50 μm thickness interlayer.