استفاده از واکنش سنتز احتراقی ترکیب بین فلزی NiTi جهت اتصال فولاد به کاربید تنگستن

در این پژوهش امکان ایجاد اتصال فولاد – کاربید تنگستن با استفاده از روشی نوین بر پایه فرآیندهای سنتز احتراقی بررسی شده و مکانیزم اتصال مورد بحث قرار گرفته است. سامانه ای آزمایشگاهی با هدف گرمایش سریع نمونه و انجام واکنش سنتز تحت فشار و در اتمسفر محافظ طراحی و ساخته شد. بین قطعاتی استوانه ای شکل از فولاد و کاربید، لایه ای متشکل از مخلوط فشرده پودرهای عنصری نیکل و تیتانیم به عنوان پودر واکنشگر و منبع تولید گرما در اتصال دهی مورد استفاده قرارگرفت. برای تهیه این لایه، پودر عناصر با توجه به نسبت مولی ۱:۱ Ni:Ti = توزین و مخلوط و به صورت قرص های خام به قطر mm ۱۲ فشرده شدند. از یک کوره ی القایی جهت گرمایش سریع مخلوط پودری فشرده نیکل – تیتانیم و انجام واکنش گرمازای سنتز احتراقی و تولید ترکیب بین فلزی NiTi بین قطعات مورد اتصال استفاده شد. پس از اتصال، نمونه ها به منظورمطالعات ریزساختاری و بررسی کیفیت اتصال در فصول مشترک NiTi/کاربید و NiTi/فولاد از وسط برش زده شده و متالوگرافی شدند. به منظور مشخصه یابی نمونه ها از آنالیزXRD و SEM-EDSاستفاده شد. آنالیزهای انجام شده موید تشکیل NiTi به عنوان فاز اصلی در اثر انجام واکنش سنتز احتراقی در مخلوط پودری فشرده Ni+Ti بود. نتایج آنالیز عنصری نقطه ای، نفوذ عناصر تنگستن و کبالت در لایه ی اتصال NiTi و همچنین نفوذ متقابل تیتانیم و نیکل را اثبات کرد. بررسی نقشه ی توزیع عناصر در فصل مشترک های اتصال، تجمع عناصر نیکل و تنگستن در فصل مشترک کاربید/ NiTi و عناصر تیتانیم و آهن در فصل مشترک فولاد/ NiTi را به دلیل تشکیل پیوند در فصل مشترک ها در نتیجه-ی دمای بالای فرآیند تایید کرد. نتایج نشان داد که با استفاده از واکنش های سنتز احتراقی و ذوب موضعی محصول NiTi تشکیل شده، امکان برقراری اتصالی با کیفیت مناسب بین کاربید تنگستن و فولاد با استفاده از لایه واسط NiTi به دلیل نفوذ عناصر و تشکیل پیوند در فصل مشترک های اتصال و ایجاد چسبندگی میان اجزای اتصال وجود دارد.

Keywords:

اتصال فولاد – کاربید تنگستن , سنتز احتراقی , , واکنش گرمازا , ترکیب بین فلزی NiTi