تاثير عمليات ترمومكانيكي بر ساختار فصل مشترك و خواص مكانيكي اتصال نوردي تيتانيوم به فولاد

The effect of Thermo Mechanical Treatment on the Interface Microstructure and Mechanical properties of Roll bonded Titanium clad Steel

روكش تيتانيم بر روي فولاد ساده كربني به دليل دارا بودن استحكام و مقاومت به خوردگي مناسب مورد توجه بسياري از صنايع از جمله صنايع شيميايي؛ هوافضا و صنايع اتمي واقع شده است. اما به دليل حلاليت محدود تيتانيم در آهن و تشكيل تركيبات بين فلزي و كاربيد تيتانيم در فصل مشترك اتصال توليد چنين محصولي مشكل به نظر مي رسد. هدف از تحقيق حاضر بررسي شرايط بهينه روكش نوردي تيتانيم به فولاد مي باشد. بدين منظور تيتانيم خالص تجاري بر روي فولاد ساده كربني با استفاده از لايه مياني مس به عنوان مانع نفوذي توسط فرايند گرم در دماي بين 900-800 درجه سانتيگراد روكش گرديد. ريز ساختار فصل مشترك اتصال بااستفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي مجهز به آناليز عنصري (EDX) جهت ارزيابي تاثير دماي نورد بر خواص اتصال بررسي شد. بررسي ها نشان دهنده ايجاد اتصال نفوذي در فصل مشترك تيتانيم - مس مي باشد به طوري كه با افزايش دماي اتصال سختي در نواحي فصل مشترك به شدت افزايش مي يابد. اندازه گيري استحكام اتصال توسط تست پيلينگ نشان دهنده كاهش استحكام چسبندگي با افزايش دما مي باشد.

Titanium/mild steel clad materials have been received much attention to many industries such as aerospace, chemical and nuclear industries because of its high specific strength and corrosion-resisting properties. But, it is difficult to make these materials because brittle intermetallic compound and titanium carbide form during thermomechanical process. The aim of this study is to get optimized cladding conditions. Commercial pure Ti sheets, mild steel sheets and copper foil to prevent interdiffusion were prepared and then Ti/MS clad materials were fabricated by hot rolling process in temperature of 800- 900ºC. Microstructure of Ti/MS interfaces was observed by using the optical, SEM and EDX Analyzer in order to investigate the effect of roll temperature on bonding properties of Ti/MS clad materials. Diffusion bonding was observed at the interfaces of Ti/Cu. The microhardness of interface increase with increasing bonding temperature, bonding forces of Ti/Mild steel interfaces were measured by the peel test and those decreased up with increasing bonding temperature.