10104

10104

بررسي اثر دما و زمان بر مشخصات فصل مشترك بين فولاد ساده كربني و مذاب آلومينيم

درجه كارشناسي ارشد

مهندسي مواد- ريخته‌گري

تير ماه 1391

تير ماه 1391

ديواندري - ثقفيان

چكيده آلومپوشي فرايندي است كه در آن سطح يك تركيب فلزي با لايه‌‌اي از آلومينيم پوشش داده شود. فولاد و آلياژهاي پايه نيكل از جمله فلزاتي هستند كه اغلب به اين روش آلومپوش مي‌شوند. آلومپوشي باعث افزايش مقاومت به اكسيداسيون دما بالا و مقاومت به خوردگي و سختي سطحي فولادها مي‌شود. در اين تحقيق اتصال بين فولاد و آلومينيم با روش غوطه‌وري گرم مورد بررسي قرار گرفت. ميله‌هاي فولادي پس از آماده¬سازي سطحي، درون مذاب آلومينيم خالص كه درون بوته‌ي آلومينايي با دماهاي 680، 720، 760 و 800 درجۀ سانتيگراد، فرو برده شدند و براي زمان‌هاي مختلف 5، 10، 15 و 20 دقيقه درون مذاب قرار گرفتند. سپس از مذاب بيرون آورده و در هوا خنك شدند. پس از انجماد، ريزساختار فصل مشترك تشكيل شده بين زيرلايه‌ي فولادي و آلومينيم با ميكروسكوپ نوري(OM)، ميكروسكوپ الكتروني(SEM) و اسپكتروسكوپي اشعه ايكس (EDS) مورد بررسي قرار گرفت. سختي لايه‌ي بين فلزي و لايه‌ي پوششي آلومينيم و زيرلايه‌ي فولادي به روش ويكرز تعيين شد. نتايج حاصل از آناليز لايه‌ي بين فلزي حضور دو تركيب بين فلزي FeAl3 و Fe2Al5 را در فصل مشترك نشان داد. ضخامت لايه‌ي بين فلزي بسيار وابسته به زمان و دماي فرايند بود. ضخامت لايه‌ي بين فلزي با افزايش دماي مذاب از °C680 به °C800 در زمان‌هاي غوطه‌وري 5 دقيقه، از μm24به μm62 افزايش يافت. اما در زمان‌هاي طولاني‌تر غوطه‌وري، ضخامت لايه‌ي بين فلزي با افزايش دماي مذاب از °C760 به °C800 كم شد. همچنين افزايش زمان غوطه‌وري در دماهاي پايين مذاب نيز منجر به افزايش ضخامت لايه‌ي بين فلزي شد ولي در دماهاي °C760 و °C800 با افزايش زمان غوطه‌وري از 15 دقيقه به 20 دقيقه كاهش ضخامت مشاهده شد. اما با تغييرات دماي مذاب و زمان غوطه‌وري نوع تركيبات بين فلزي تشكيل شده در لايه‌ي فصل مشترك ثابت بود. سختي لايه‌ي بين فلزي به دليل حضور تركيبات بين فلزي نسبت به زيرلايه‌ي فولادي و لايه‌ي آلومينيم بيشتر است. بالاترين عدد سختي 1000 ويكرز، مربوط به تركيب Fe2Al5 است و پايين‌ترين عدد سختي 40 ويكرز، مربوط به لايه‌ي پوششي آلومينيم است. واژه‌هاي كليدي:آلومپوشي، لايه‌ي بين فلزي، غوطه‌وري گرم، فصل مشترك فولاد / آلومينيم