اتصال نوردی تیتانیم به فولاد با استفاده از لایه میانی نیکل

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

محسن سبکتکین ریزی ¹ , سید غلامرضا رضوی ² , حسین مناجاتی زاده ³

1 - کارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران
2 - استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران.
3 - استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران.

تاریخ دریافت : 1394/10/08 تاریخ پذیرش : 1394/10/08 تاریخ انتشار : 1391/10/01

کلید واژه: خواص مکانیکی, تیتانیم, فولاد, اتصال نوردی, روکش, لایه میانی نیکل,

چکیده مقاله :

 روکش تیتانیم روی فولاد منجر به ایجاد خواصی همچون مقاومت به خوردگی بالا میشود که باعث کاربرد وسیع این کامپوزیت فلزی در صنایعی از جمله صنایع اتمی، شیمیایی، هوافضا و همچنین، مصارف بیومواد شده است. یکی از روشهای اتصال در حالت جامد جهت اعمال چنین روکشی استفاده از روش اتصال نوردی میباشد. در این مقاله کیفیت روکش نوردی تیتانیم روی فولاد ساده کربنی از لحاظ خواص متالورژیکی، مکانیکی و همچنین، تاثیر استفاده از لایه میانی نیکل به عنوان مانع نفوذی بر خواص متالورژیکی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. فصل مشترک روکش و پایه با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت و فازهای تشکیل شده به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس شناسایی گردید. نتایج نشان میدهد که هیچگونه لایه واکنشی در فصل مشترک فولاد با نیکل تشکیل نخواهد شد، اما در فصل مشترک تیتانیم با نیکل چندین لایه نفوذی شامل TiNi3, TiNi, Ti2Ni مشاهده میشود که افزایش دمای اتصال موجب افزایش ضخامت ترکیبات بین فلزی و افزایش سختی در فواصل نزدیک به فصل مشترک روکش تیتانیمی به فلز پایه میگردد. 

منابع و مأخذ:

1- S. N. Polyanskii and V.S. Kolnogorov,"Cladded steel for the oil and gas industries",

chemical and Petroleum Engineering, Vol. 38,pp. 11–12, 2002.

2- G. E. Totten, Steel Heat treatmentHandbook 2rd ed, p. 17-18, Taylor & Francis,2006.

3- ا. زنده باد و ح. دانش منش،"بررسی رفتار فشاری فومهایآلومینیمی تولید شده با استفاده از فرآیند اتصال نوردی

تجمعی(ARB)"، مجله مواد نوین، جلد 1، شماره4،ص 13 -1،تابستان1390.

4- N. Kahramana, and B.Gulenc, "Joining oftitanium/stainless steel by explosive welding

and effect on interface”, Journal of MaterialsProcessing and Technology, Vol. 169, pp.

127–133, 2005.

5- A. Elrefaey, and W. Tillmann, "Solid statediffusion bonding of titanium to steel using a

copper base alloy as interlayer", Journal ofMaterials Processing and Technology , Vol.

209, pp. 2746–2752. 2009.

6- T. Fukuda, and Y. Seino, "Bonding strengthand microstructure of bonding interface of hot

rolled titanium clad steel", Iron and SteelInstitute of Japan, Vol. 75,.pp. 94-101, 1989.

7- S. Kundu, and S. Chatterjee,"Characterization of diffusion bonded joint

between titanium and 304 stainless steel usinga Ni interlayer", Materials Characterization,

Vol. 59,.pp. 631-637, 2008.

8- M. K. Lee and J. G. Lee, "Interlayerengineering for dissimilar bonding of titaniumto stainless steel", Materials letters, Vol. 64,Issue. 9, pp. 1105-1108, 2010.

9- A. Elrefaey, and W. Tillmann, "Evaluationof Transient Liquid Phase Bonding Between

Titanium and Steel", Advanced EngineeringMaterials, Vol. 11, No. 7, pp. 556-560, 2009.

10- S. Dziallach, and W. Bleck, "Roll-BondedTitanium/ Stainless-Steel Couples, Part1

Diffusion and Interface-Layer Investigation",Advanced Engineering Materials, Vol. 11, No.

1-2, pp. 82-87, 2009.

11- R. Ferro, and A. Saccoe, Intermetallic, Elsevier, London, 2008.

12- C. Leyens and M. Peters, Titanium andTitanium Alloy, Wiley-VCH, Germany, 2003