تولید ترکیبات بین فلزی آهن - آلومینیوم با روش نوین آسیا کاری گرم

ترکیبات بین فلزی از جمله مهمترین مواد مهندسی می باشند که امروزه به عنوان جایگزینی برای سوپر آلیاژها در کاربردهای حساس و استراتژیک مطرح می باشند. تولید این ترکیبات به روش های گوناگونی از جمله ذوب و ریخته گری، متالوژی پودر، آلیاژسازی مکانیکی و... انجام می گیرد. هرکدام از این روش ها همراه با مشکلات مخصوص به خود می باشد. از مهمترین ترکیبات بین فلزی، آلومینایدهای آهن است، که دارای کاربردهای فراوانی در صنایع هوافضا و صنایع نظامی می باشد. تولید این ترکیبات در فاز مذاب به دلیل نقطه ذوب بالای آهن بسیار سخت می باشد. تولید در فاز جامد هم بسیار کند است. واکنش های جامد-مذاب روشی نوین برای تولید مواد مختلف است. در این روش به خاطر قرارگیری فاز مذاب در کنار فاز جامد، سینتیک واکنش ها به طور محسوسی رشد پیدا کرده و واکنش ها سریعتر پیش می رود. در متد به کار گرفته شده در این تحقیق از یک آسیاب گرم برای تولید این ترکیبات استفاده شد. در این متد واکنش گر (AI) بصورت فاز مذاب در کنار فاز واکنش دهنده (Fe) بصورت فاز جامد، در شرایط آسیا کاری در دمای بالا قرار می گیرد. به همین منظور پودرهای خالص آهن و آلومینیوم به نسبت استوکیوتری برای تولید ترکیب بین فلزی آلومیناید آهن مخلوط شده و به همراه گلوله های فولادی درون سیستم طراحی شده ریخته شد. پس از تنظیم پارامترها، آزمایش در دما و زمان های مختلف به منظور دستیابی به ترکیب نهایی انجام گرفت. در هر مرحله، از پودر تولیدی آنالیز XRD، STA و SEM به عمل آمد. نتایج نشان می دهد وجود سه عامل فاز مذاب، دمای بالا، و کار مکانیکی به صورت هم زمان، به شدت باعث رشد و افزایش سرعت واکنش ها می شود و تولید این مواد در دمای بالا که همواره با مشکل همراه می باشد را سهل تر می نماید.

Keywords:

ترکیبات بین فلزی , آلومینایدهای آهن , آسیاکاری گرم , واکنش های جامد , مذاب