تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی اتصال TLP ایجاد شده با استفاده از فویل آمورف MBF-20 در سوپرآلیاژ IN-738LC

نویسندگان

پژوهشکده توسعه تکنولوژی، جهاد دانشگاهی صنعتی شریف، تهران

چکیده

در این پژوهش اتصال سوپرآلیاژ IN-738LC به روش فاز مایع گذرا با استفاده از فویل آمورف MBF-20 تولید شده به روش مذاب ریسی مورد بررسی قرار گرفت. فرایند اتصال دهی در دماهای 1035-1080 درجه ‌سانتی‌گراد و زمان­های 30-60 دقیقه تحت اتمسفر خلاء انجام شد. نتایج بررسی­های ریزساختاری نشان داد که فازهای یوتکتیکی تشکیل شده در ناحیه انجماد غیر هم‌دما (ASZ) ذرات فازهای ثانویه بورایدی غنی از نیکل و کروم و سیلیسید نیکل هستند و رسوبات ریز سیلیسید نیکل در اثر تحول حالت جامد در حین سرد شدن در زمینه محلول جامد g رسوب می­کنند. میزان فازهای یوتکتیک در ناحیه مرکزی اتصال با افزایش زمان اتصال دهی و کاهش ضخامت فویل پرکننده، کاهش پیدا کرد. با انجام اتصال­دهی در دمای 1055 درجه ‌سانتی‌گراد به مدت 30 دقیقه فرایند انجماد هم‌دما کامل شد اما برخلاف انتظار با افزایش دما به 1080 درجه ‌سانتی‌گراد ، سرعت مرحله انجماد هم‌دما کاهش پیدا کرد. با کامل شدن انجماد هم‌دما و حذف ذرات ترد فازهای ثانویه در ناحیه مرکزی اتصال، استحکام برشی افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Microstructure Evolution and Mechanical Properties of TLP Bonded Joint of IN-738LC Superalloy using MBF-20 Amorphous Foil

نویسندگان [English]

  • B. Binesh
  • A. JazayeriGharehbagh
  • A. R. Foroghi
Materials Research Center, Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, the TLP bonding of IN-738LC superalloy was investigated using MBF-20 amorphous foil produced by melt spinning process. The bonding process was carried out at 1035-1080°C for 30-60 min under the vacuum atmosphere. Microstructural investigations showed that the eutectic phases formed in non-isothermal solidified zone (ASZ) are  consised of secondary phase borieds rich in nickel, chromium and nickel silicides. Nickel silicide fine precipitates are formed within γ solid solution via solid state precipitation during cooling. The centerline eutectic phases decreased with increase of the bonding time and decrease of amorphous foil thickness. It was found that isothermal solidification was completed when bonding was done at 1055°C for 30 min. However, the isothermal solidification rate decreased with increasing of the bonding temperature up to 1080°C. Unexpectedly, isothermal solidification rate decreased by increasing the tempretarure to 1080°C. The shear strength increased by completing isothermal solidification stage and eliminating brittle secondary phase particles in the centerline of bonding zone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • TLP bonding
  • IN-738LC superalloy
  • Amorphous foil
  • Isothermal solidification
  • melt spinning

مراجع

1. Reed, R.C., The Superalloys: Fundamentals and Applications, Cambridge University Press, 2006.
2. Thakur, A., “Microstructural Responses of a Nickel Base Cast IN-738 Superalloy to a Variety of Pre-Weld Heat-Treatments”, M.Sc. Thesis, Department of Mechanical and Industrial Engineering, Winnipeg, Manitoba, 1997.
3. Idowu, O.A., Ojo, O.A. and Chaturvedi, M.C., “Microstructural Study of Transient Liquid Phase Bonded Cast INCONEL 738LC Superalloy”, Metallurgical and Materials Transactions A,
Vol. 37A, p. 2787, 2006.
4. Mosallaee, M., Ekrami, A., Ohsasa, K. and Matsuura, K., “Microstructural Evolution in the Transient-Liquid-Phase Bonding Area of IN-738LC/BNi-3/IN-738LC”, Metallurgical and Materials Transaction A, Vol. 39A, pp.2389-2402, 2008.
5. Paulonis, D., Duvall, D. and Owczarski, W., "Diffusion bonding utilizing transient liquid phase" US Patent, No. 3678570, 1971.
6. Cheng, J.M., “Transient Liquid Phase Bonding in the Nickel Base Superalloy CM 247LC”, M. Sc. Thesis, The Faculty of Graduate Studies, The University of British Columbia, 2005.
7. Cook, G.O. and Sorensen, C.D., “Overview of Transient Liquid Phase and Partial Transient Liquid Phase Bonding”, Journal of Materials Science,
Vol. 46, pp. 5305–5323, 2011.
8. Rabinkin, A. and Liebermann, H.H., “Brazing and Soldering with Rapidly Solidified Alloys”, in: Rapidly Solidified Alloys, Ed. Liebermann, H. H., Marcell Dekker, USA, 1993.
10. Binesh, B. and Jazayeri-Gharehbagh, A., “A Study on Processing and Characterization of BNi2 Nickel-Base Amorphous Brazing Foil”, Proceeding of the Second International and the Seventh Joint Conference of Iranian Metallurgical Engineering and Iranian Foundrymen Scientific Societies, University of Semnan, Semnan, 2013.
11. Jalilvand, V., Omidvar, H., Rahimipour, M.R. and Shakeri, H.R., “Influence of Bonding Variables on Transient Liquid Phase Bonding Behavior of Nickel Based Superalloy IN-738LC”, Materials and Design, Vol. 52, pp. 36–46, 2013.
12. ASM Handbook, “Alloy Phase Diagrams,” Vol. 3, ASM International, USA, 1992.
13. Pouranvari, M., Ekrami, A. and Kokabi, A.H., “Solidification and Solid State Phenomena during TLP Bonding of IN718 Superalloy Using Ni–Si–B Ternary Filler Alloy”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 563, pp. 143–149, 2013.
14. Idowu, O.A., Richards, N.L. and Chaturvedi, M.C., “Effect of Bonding Temperature on Isothermal Solidification Rate during Transient Liquid Phase Bonding of Inconel 738LC Superalloy”, Materials Science and Engineering A, Vol. 397, pp. 98–112, 2005.
15. Wikstrom, N.P., Ojo, O.A. and Chaturvedi, M.C., "Influence of Process Parameters on Microstructure of Transient Liquid Phase Bonded Inconel 738LC Superalloy with Amdry DF-3 Interlayer", Materials Science and Engineering A, Vol. 417, pp. 299- 306, 2006.
16. Ramirez, J. and Liu, S., “Diffusion Brazing in the Nickel-boron System”, Welding Journal, Vol. 71,
pp. 365s–375s, 1992.
17. Zhou, Y., Gale, W. and North, Th., “Modelling of Transient Liquid Phase Bonding”, International Materials Review, Vol. 40, pp. 181–96, 1995.
مواد پیشرفته در مهندسی
دوره 35، شماره 3
آذر 1395
صفحه 123-137

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی