بررسي ريزساختار، خواص مكانيكي و رفتار خوردگي داغ اتصال آلياژ آنتروپي بالاي نانوساختار NiCoCrAlSi به سوپر آلياژ IN-738 با روش سينترينگ جرقه پلاسما (SPS)

هدف اين پژوهش بررسي و امكان‌سنجي اتصال آلياژ NiCoCrAlSi (به‌عنوان يك آلياژ محافظ دمابالا) به زيرلايه سوپرآلياژ اينكونل738 توسط روش سينترينگ جرقه ي پلاسما و بررسي استحكام چسبندگي سيستم آلياژي مي باشد. بدين منظور مواد اوليه ي آلياژ آنتروپي بالاي فوق با درصد مولي Ni28Co26Cr26Al10Si10 در اتمسفر آرگون در زمان هاي مختلف آسيا كاري 5 الي 40 ساعت تحت آلياژ سازي مكانيكي قرار گرفت. خصوصيات ريزساختاري، فازي و خواص مكانيكي اين نمونه با آزمون هاي ميكروسكوپي الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM)، طيف‌سنجي انرژي پرتو ايكس (EDS)، پراش اشعه ايكس (XRD)، آزمون ريتولد مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج XRD نشان داد كه با افزايش زمان آسيا، اندازه بلورك ها كاهش و كرنش شبكه افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، تشكيل فاز FCC1 در مراحل پاياني آلياژسازي مكانيكي مشاهده شد. پس از بررسي هاي ريزساختاري و فازي، اتصال آلياژ فوق در دماي 1170 درجه سانتي گراد و زمان ماندگاري 5 و 15 دقيقه (HEA-5 و HEA-15) به روش SPS بر روي IN-738 با ميانگين ضخامت 1/1 ميلي متر اعمال شد. اين فرايند به طور مشابه با استفاده از لايه ي واسط آلومينيوم در فصل مشترك اتصال انجام شد (HEA-5F و HEA-15F). به منظور مقايسه خواص، كليه ي نمونه ها با اتصال NiCrAlY بر روي In-738 اعمال شده به روش SPS مقايسه شدند. پس از سينتر، تشكيل فاز FCC2 در كنار FCC1 مشاهده شد. استحكام اتصال آن ها با استفاده از آزمون Pull off مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمون چسبندگي اتصال نشان داد كه نمونه ي HEA-15 از استحكام چسبندگي MPa 155 برخوردار بوده كه از ساير اتصال ها بيشتر است. اين مقدار براي اتصال NiCrAlY برابر با MPa 114 بدست آمد. همچنين مشاهده شد كه افزايش زمان ماندگاري SPS مي تواند سبب بهبود تراكم در اتصال شود. اين امر به كاهش ميزان تخلخل ها و بهبود مقاومت به خوردگي دما بالا و چسبندگي اتصال كمك مي كند. بنابراين طبق نتايج بدست آمده، نمونه ي HEA-15 به عنوان نمونه ي بهينه در اين پژوهش معرفي شد.