بررسی تغییرات مرز لایه های کامپوزیت پایه فلزی فولاد/مس در اثر عبور پرتو لیزر از نوع فایبر ایتربیوم

امروزه کامپوزیت های چندلایه ی فلزی مصارف بسیار زیادی در صنعت دارند. این مواد خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی جدیدی ارایه می دهند که توسط لایه ها به تنهایی حاصل نمی شود. عبور پرتو لیزر به دلیل ایجاد تغییرات دمایی شدید در ماده، می تواند وضعیت لایه های آن ها را نسبت به هم تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش، کامپوزیت فلزی دولایه ی فولاد زنگ نزن SUS 304L/ مس C11000 از سمت فولاد در معرض لیزر فایبر ایتربیوم قرارگرفته است. تعداد پنج نمونه با دفعات عبور لیزر متفاوت تهیه شده است. وضعیت مرز میانی بین لایه های فولاد و مس در نمونه های مختلف پس از شکل دهی توسط لیزر و آزمون کشش به ترتیب توسط متالوگرافی و میکروسکوب الکترونی مورد ارزیابی قرارگرفته است. بررسی ریزساختار نمونه های مختلف نشان می دهد که ریزساختار در تمامی نمونه ها یکسان و شامل آستنیت حاوی نواحی دوقلویی است. درواقع عبور پرتو لیزر تغییری در ریزساختار ایجاد نکرده است. عمده ترین دلیل این امر وجود نیکل در ریزساختار این نوع فولاد است که آستنیت را در دمای محیط پایدار می کند. ریزساختار مس تمامی نمونه ها محلول جامد مس حاوی نواحی دوقلویی است. عبور پرتو لیزر هیچ گونه اختلاط و گسیختگی در مرز دو لایه نیز ایجاد نکرده است. دلیل این امر عمق نفوذ کم ناحیه ی متاثر از حرارت به واسطه ی کوچک بودن قطر پرتو در فرآیند شکل دهی توسط لیزر است. بررسی سطح شکست نمونه ی آزمون کشش توسط SEM نشان میدهد که نمونه پس از انجام آزمون از محل مرز دو لایه دچار گسیختگی شده است. سطح شکست لایه های فولاد و مس دارای دیمپل است که نشان دهنده ی وقوع شکست نرم در آن است.