بررسی اثر همگن سازی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فاز مایع گذرا بین اینکونل 718 و اینکونل 600

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

علی خرم ¹ (محقق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی)
اکبر داودی جمالوئی ² (دانشگاه صنعتی اصفهان)
عابد جعفری ³ (کارشناس ارشد، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنایع و معادن ایران، تهران)

تاریخ دریافت : 1396/02/25 تاریخ پذیرش : 1396/09/19 تاریخ انتشار : 1396/09/01

کلید واژه: خواص مکانیکی, اتصال فاز مایع گذرا, همگن سازی, اینکونل 718, اینکونل 600,

چکیده مقاله :

در این مقاله، اثر همگن‌سازی بر ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال فاز مایع گذرا بین اینکونل 718 و اینکونل 600 با استفاده از لایه میانی BNi-2 مورد بررسی قرار گرفت. همگن‌سازی بر روی نمونه‌های اتصال داده شده در دمای °C1050 و زمان 45 دقیقه که هیچ گونه ترکیب یوتکتیکی در ناحیه اتصال نداشتند، انجام گرفت. همگن‌سازی در دمای °C1080 به مدت 6 و 12 ساعت و در دمای °C1180 به مدت 1، 2 و 3 ساعت انجام شد. نتایج نشان داد که در دمای °C1080 به مدت 12 ساعت ترکیبات ناحیه متاثر از نفوذ آلیاژ اینکونل 718 به طور کامل از بین نرفت. از طرف دیگر، در دمای °C1180 به مدت 3 ساعت همگن سازی کامل شد و هیچ گونه ترکیبات برایدی در نواحی متاثر از نفوذ آلیاژهای اینکونل 718 و اینکونل 600 مشاهده نشد. با کامل شدن فرآیند همگن‌سازی، سختی نواحی متاثر از نفوذ کاهش یافت و میزان سختی برابر سختی فلز پایه شد. نتایج استحکام برشی ناحیه اتصال نشان داد که با از بین رفتن نواحی متاثر از نفوذ، استحکام به طور قابل توجهی افزایش یافت.

چکیده انگلیسی:

In this paper, the effect of homogenization on the microstructure and mechanical properties of transient liquid phase bonding between Inconel 718 and Inconel 600 using BNi-2 interlayer was investigated. The homogenization was performed on the bonded samples at 1050°C for 45 min which have not any eutectic compounds. The homogenization was done at 1080°C for 6 hr and 12 hr and 1180°C for 1 hr,2 hr, and 3 hr. The results indicated that at the temperature of 1080°C for 12 hr, compounds of DAZ on Inconel 718 side were almost completely vanished. On the other hand, the homogenization was completed at 1180°C for 3 hr and any boride compounds was not observed in the DAZ of Inconel 718 and Inconel 600 alloys. When homogenization was complete, the hardness value of DAZ was decreased and this value equated to the hardness value of base metals. The results of bonding shear strength showed that the joint strength was significantly increased with elimination of the diffusion effected zones.

منابع و مأخذ:

 

[1]    M. J. Donachi & S. J. Donachi, “Superalloys a technical guide”, second Edittion, ASM International, Materials Park, ohio, 2002.

 

[2]    M. Sundararaman, P. Mukhopadhyay & S. Banerjee, “Precipitation of the δ-Ni₃Nb phase in two nickel base superalloys”, Metallurgical transactions, Vol. 19A, No. 3, pp. 453-465, 1988.

 

[3]      ع. مرتضایی و م. شمعانیان، "اثر عملیات حرارتی پیرسازی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی سوپرآلیاژ پایه نیکل اینکونل ٧١٨"، فصلنامه علمی پژوهشی فرایندهای نوین در مهندسی مواد، سال نهم، شماره چهارم، صفحه 205-213، 1394.

 

1. Khorram, M. Ghoreishi, M. J. Torkamany & M. M. Bali, “Laser brazing of Inconel 718 alloy with a silver based filler metal”, Optics & Laser Technology, Vol. 56, pp. 443–450, 2014.

 

[4]    Khorram & M. Ghoreishi, “Comparative study on laser brazing and furnace brazing of inconel 718 alloys with a silver based filler metal”, Optics & Laser Technology, Vol. 68, pp. 165–174, 2015.

 

[5]    Khorram & M. Ghoreishi, “Laser Assisted Brazing of Inconel 718: The Effects of Process Parameters and Subsequent Optimization”, Lasers in Engineering, Vol. 31, pp. 333–350, 2015.

 

[6]    Khorram, O. Fakhraei & M. J. Torkamany, “Laser brazing of Inconel 718 and Inconel 600 with BNi-2 nickel-based filler metal”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 58, No. 5-8, pp. 2075-2084, 2017.

 

[7]      ع. خرم، ع. جعفری و م. مرادی، "لحیم کاری سخت به کمک لیزر فولادهای زنگ نزن 321 و 410 با ماده پرکننده پایه نیکلBNi-2 "، نشریه علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، شماره 17، 1، صفحه 129-135، 1396.

 

[8]    P. Mithilesh, D. Varun, A. R. G. Reddy, K. D. Ramkumar, N. Arivazhagan & S. Narayanan, “Investigations on Dissimilar Weldments of Inconel 625 and AISI 304”, Procedia Engineering, Vol. 75, pp. 66-70, 2014.

 

[9]    H. Shah Hosseini, M. Shamanian & A. Kermanpur, “Characterization of microstru ctures and mechanical properties of Inconel 617/310 stainless steel dissimilar welds”, Materials Characterization, Vol. 62, No. 4, pp. 425-431, 2011.

 

[10] W. F. Gale & D. A. Butts, “Transient liquid phase bonding”, Science and Technology of Welding & Joining, Vol. 9, No. 4, pp. 283-300, 2004.

 

[11] G. O. Cook & C. D. Sorensen, “Overview of Transient Liquid Phase and Partial Transient Liquid Phase Bonding”, Journal of Materials Science, Vol. 46, pp. 5305–5323, 2011.

 

[12] R. Abdolvand, M. Atapour, M. Shamanian & A. Allafchian, “The effect of bonding time on the microstructure and mechanical properties of transient liquid phase bonding between SAF 2507 and AISI 304”, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 25, pp. 172-180, 2107.

 

[13]    م. ع. میثاقی و ر. بختیاری، "بررسی فرایند اتصال فاز مایع گذراTLP برای فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI321 با استفاده از لایه واسط تجاری MBF-20"، فصلنامه علمی پژوهشی فرایندهای نوین در مهندسی مواد، سال دهم، شماره چهارم، صفحه 73-88، 1395.

 

[14] Khazaei, A. Jahanbakhsh & R. Bakhtiari, “TLP bonding of dissimilar FSX-414/IN-738 system with MBF-80 interlayer: The effect of homogenizing treatment on microstructure and mechanical properties”, Materials Science & Engineering, Vol. 651A, pp. 93–101, 2016.

 

[15]    ه. نیکدین و ع. اکرامی، "اثر اتصال به روش فاز مایع گذرا بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن"، فصلنامه علمی و پژوهشی شریف، شماره 23، صفحه 5-9، 1386.

 

[16] V. Jalilvand, H. Omidvar, H. R. Shakeri & M. R. Rahimipour, “Microstructural evolution during transient liquid phase bonding of Inconel 738LC using AMS 4777 filler alloy”, Materials Characterization, Vol. 75, pp. 20-28, 2013.

 

[17] R. Bakhtiari, A. Ekrami & T. I. Khan, “Microstructure-mechanical properties relation of TLP-bonded FSX-414 superalloy: effect of homogenization design”, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol 24, pp. 1687-1696, 2015.

 

[18] M. Pouranvari, A. Ekrami & A. H. Kokabi, “Aging response of transient liquid phase bonded wrought IN718 superalloy: influence of post-bond heat treatmen”, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 19, No. 2, pp. 105-110, 2014.

 

[19] M. A. Arafin, M. Medraj, D. P. Turner & P. Bocher, “Transient liquid phase bonding of Inconel 718 and Inconel 625 with BNi-2: Modeling and experimental investigations”, Materials Science and Engineering, Vol. 447A, pp. 125-133, 2007.

 

[20] J. Cao, Y. F. Wang, X. G. Song, C. Li & J. C. Feng, “Effects of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of TLP bonded Inconel718 super alloy”, Materials Science and Engineering, Vol. 590A, pp. 1-6, 2014.

 

[21]    ع. جهانبخش، ب. عباسی خزایی و ر. بختیاری، "تاثیر عملیات همگن سازی بر بهبود ریزساختار ناحیه اتصال نامتجانس TLP برای سیستم FSX-414MBF-80/IN-738"، مجله مهندسی متالورژی، شماره 55، صفحه 19-27، 1393.

 

[22] O. A. Idowu, O. A. OjoM & C. Chaturvedi, “Microstructural study of transient liquid phase bonded cast INCONEL 738LC superalloy”, Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 36A, pp. 2787-2796. 2006.

 

[23] A. L. Laskar, J. L. Bocquet, G. Brebec & C. Monty, “Diffusion in materials”, Springer Science & Business Media, UK, 2012.

 

[24] D. S. Duvall, W. A. Owczarski & F. D. Paulonis, “TLP bonding: a new method for joining heat resistant alloy”, Welding Journal, Vol. 53, No. 4, pp. 203-214, 1974.

 49