بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال نفوذی ورق‌های آلیاژی Al /Al2O3

Abstract

امروزه کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی به‌دلیل دارا بودن خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی در صنایعی که به‌نوعی نیاز به مواد سبک و در عین حال مستحکم دارند، به‌طور وسیعی کاربرد یافته‌اند. این خواص مطلوب در کامپوزیت‌های با ساختار نانو بسیار چشمگیرتر و شاخص‌تر است. در تحقیق حاضر، فرایند اتصال نمونه‌های ورق آلیاژی آلومینیوم تقویت شده با ذرات میکرومتری آلومینا، به‌روش فاز مایع گذرا مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر پارامترهای دما و زمان بر روی خواص اتصال بررسی شد. در حوالی درز تمام اتصال‌ها، ترکیبات بین فلزی سخت، تجمع ذرات آلومینا، میکرو‌ترک و حفراتی دیده شد که با فاز جامد α–Al پرشده‌اند و در درون آن‌ها ذرات پراکنده و ریز CuAl2 مشاهده شد. با افزایش دمای اتصال، به‌دلیل افزایش حجم مذاب ایجاد شده در درز، سطح وسیع‌تری از درز اتصال، میکرو‌ترک وحفرات توسط مذاب پر شد. از‌طرفی ریزساختار اتصال‌های انجام شده در دماهای بالاتر حاوی ذرات کمتری از رسوب نسبت به ریزساختار اتصال‌های انجام شده در دماهای پایین‌تر می‌باشد، همین عامل نیز موجب کاهش سختی فاز جامد Al-α با افزایش دمای اتصال شد. در دمای اتصال 590 درجه‌ی سانتی‌گراد، با افزایش زمان اتصال استحکام اتصال‌ها افزایش می‌یابد طوری که حداکثر استحکام برشی در همین دما و زمان اتصال 30 دقیقه، در‌حدود 82 در‌صد استحکام برشی فلز پایه بدست آمد. سطوح شکست بررسی شده، دیمپل‌های برشی و نرم و تغییرشکل پلاستیک را نشان داد که بعضاً در انتهای آن‌ها ذراتآلومینادیده می‌شود. در دماهای اتصال پایین با افزایش زمان، استحکام اتصالات افزایش یافت. در دماهای اتصال بالاتر که انجماد هم‌دما کامل شد، افزایش زمان موجب کاهش مقدار مس و کاهش ذرات رسوبی در زمینه‌ی نرم فاز جامد α-Al شد و در نتیجه استحکام اتصال‌ها کاهش یافت.

Keywords

• کامپوزیت‌ زمینه آلومینیومی
• فازمایع گذرا
• لایه واسطه
• ذرات آلومینا
• انجماد هم‌دما