تاثیر دما و زمان بر سینتیک رشد لایه‌ی ترکیبات بین فلزی در فرایند آلومپاشی یک فولاد ساده کربنی

در این تحقیق تاثیر دمای مذاب آلومینیم و زمان غوطه وری نمونه فولادی در آن، بر اتصال بین فولاد و آلومینیم و نحوه‌ تشکیل و رشد ترکیبات بین فلزی در فصل مشترک مورد بررسی قرار گرفت. میله‌های فولادی پس از آماده‌سازی سطحی، درون مذاب آلومینیم خالص و داخل بوته‌ی آلومینایی در دماهای 680، 720، 760 و 800 درجۀ سانتیگراد فرو برده شده و به ترتیب برای زمان‌های مختلف 5، 10، 15 و 20 دقیقه درون مذاب نگه‌داشته شد. سپس از مذاب بیرون آورده و در هوا خنک شدند. پس از انجماد، ریزساختار فصل مشترک تشکیل شده بین زیرلایه‌ی فولادی و آلومینیم با میکروسکوپ نوری(om)، میکروسکوپ الکترونی(sem) و اسپکتروسکوپی اشعه ایکس (eds) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که لایه‌ی بین فلزی از دوترکیب بین فلزی feal3 و fe2al5 تشکیل شده است، که بخش بیشتری از لایه‌ی بین فلزی را لایه‌ی fe2al5 با مورفولوژی زبانه‌ای تشکیل داده است. با افزایش دما و زمان غوطه‌وری نوع ترکیبات تشکیل شده ثابت بوده و فقط ضخامت لایه‌ی بین فلزی تغییر کرده است. بدین صورت که با افزایش دمای مذاب و زمان غوطه‌وری ضخامت لایه‌‌ی بین فلزی و به وِیژه لایه‌ی fe2al5 تا یک مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر دما و زمان، کاهش ضخامت لایه‌ی بین فلزی مشاهده شده است.

The Effects of Temperature and Time on the Kinetic of the Intermetallic Layers Growth During Aluminizing Process of a Low Carbon Steel

In this study, the effects of molten Al temperature and immersion time of steel samples on the joining of Al and steel and the formation and growth of intermetallic compounds, at the interface, were examined. Following surface pretreatment, steel rods were immersed into the pure aluminum melt (in an Alumina crucible) at temperatures of 680, 720, 760 and 800 Celsius and kept for different times of 5, 10, 15 and 20 minutes, at each temperature followed by air cooling after being taken out of the melt. (Then were taken out and cooled in airwhere.) Afterwards, the microstructure of interface between steel substrate and aluminium was examined by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive Xray spectroscopy (EDS) and Vickers hardness tests. The results showed that the main (two) intermetallic compounds formed at the Al/steel interface are FeAl3 and Fe2Al5 (were observed in reaction interface of steel substrate and aluminium. These intermetallic compounds were FeAl3 and Fe2Al5.) with a larger part of the intermetallic layer being the Fe2Al5 layer with a tongue like morphology. As the temperature and time of immersion increase, only the thickness of the intermetallics changed without changing their composition. Thus, with increasing melt temperature and immersion time, the thickness of the intermetallic layer, especially Fe2Al5 layer, increased to a maximum value and then reduction of the thickness of the intermetallic layer was observed with further increase in temperature and time.