بررسی فرایند اتصال TLP با حرارت دهی دو مرحله ای برای فولاد 4340

فرآیند اتصال فاز مایع گذرا (TLP) جزو روش های نوین اتصال دهی فلزات می باشد که در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این روش اتصال دهی فلزات پایه در آن ذوب نمی شوند. این روش پتانسیل حفظ ریز ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه فلزات پایه را داراست. فولاد AISI4340 یک فولاد عملیات حرارتی پذیر و کم آلیاژ شامل عناصر کرم، نیکل و مولیبدن می باشد که در شفت ها و چرخدنده های انتقال نیرو و چرخ های فرود هواپیما کاربرد دارد. مشکل جوشکاری این نوع فولاد با روش های متداول مانند روش های ذوبی و مقاومتی، تشکیل منطقه تحت تاثیر حرارت (HAZ) می باشد. که باعث کاهش عمر سرویس دهی قطعات ساخته شده از این جنس می شود. در این پژوهش اتصال این فولاد به روش فاز مایع گذرا (TLP) مورد بررسی قرار گرفت. پس از محاسبه زمان انجماد، اتصال TLP نه نمونه از این فولاد بصورت تک مرحله ای و دو مرحله ای با بکار گیری لایه واسط FE830250 به ضخامت 25 میکرومترانجام گردید. نمونه ها به مدت زمان کوتاهی –کمتر از 3 دقیقه- در دمای 1300 °C حرارت داده شده و مرحله دوم حرارت دهی در دمای 1270°C در زمان های 5، 12، 20، 30، 120 و 120 دقیقه انجام گردید. مقطع اتصال نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. سپس ترکیب شیمیایی منطقه اتصال و منطقه HAZ توسط آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX/EDS) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی منطقه اتصال TLP، آزمون میکرو سختی سنجی و آزمون برش، به منظور بررسی استحکام برشی اتصال بر روی نمونه ها انجام گردید. نتایج حاصله نشان داد روش اتصال TLP دو مرحله ای دارای برتری نسبت به روش تک مرحله می باشد. همچنین مناسب ترین زمان و دما برای انجام فرآیند اتصال TLP فولاد AISI4340 با لایه واسط FE830250، حرارت دهی اولیه به مدت 3 دقیقه در دمای 1300°C و حرارت دهی ثانویه در دمای 1270°C به مدت 210 دقیقه می باشد.

کلیدواژه ها:

اتصال فاز مایع گذرا (TLP) ، فولاد AISI4340 ، حرارت دهی دو مرحله ای