استفاده از واكنش سنتز احتراقي تركيب بين فلزي NiTi جهت اتصال فولاد به كاربيد تنگستن

در اين پژوهش امكان ايجاد اتصال فولاد – كاربيد تنگستن با استفاده از روشي نوين بر پايه فرآيندهاي سنتز احتراقي بررسي شده و مكانيزم اتصال مورد بحث قرار گرفته است. سامانه‌اي آزمايشگاهي با هدف گرمايش سريع نمونه و انجام واكنش سنتز تحت فشار و در اتمسفر محافظ طراحي و ساخته شد. بين قطعاتي استوانه‌اي شكل از فولاد و كاربيد، لايه‌اي متشكل از مخلوط فشرده‌ پودرهاي عنصري نيكل و تيتانيم به عنوان پودر واكنشگر و منبع توليد گرما در اتصال‌دهي مورد استفاده قرارگرفت. براي تهيه اين لايه، پودر عناصر با توجه به نسبت مولي 1:1 Ni:Ti = توزين و مخلوط و به‌صورت قرص‌هاي خام به قطر mm 12 فشرده شدند. از يك كوره‌ي القايي جهت گرمايش سريع مخلوط پودري فشرده نيكل – تيتانيم و انجام واكنش گرمازاي سنتز احتراقي و توليد تركيب بين‌فلزي NiTi بين قطعات مورد اتصال استفاده شد. پس از اتصال، نمونه‌ها به منظورمطالعات ريزساختاري و بررسي كيفيت اتصال در فصول مشترك NiTi/كاربيد و NiTi/فولاد از وسط برش زده شده و متالوگرافي شدند. به منظور مشخصه‌يابي نمونه‌ها از آناليزXRD و SEMEDSاستفاده شد. آناليزهاي انجام شده مؤيد تشكيل NiTi به‌عنوان فاز اصلي در اثر انجام واكنش سنتز احتراقي در مخلوط پودري فشرده Ni+Ti بود. نتايج آناليز عنصري نقطه‌اي، نفوذ عناصر تنگستن و كبالت در لايه‌ي اتصال NiTi و همچنين نفوذ متقابل تيتانيم و نيكل را اثبات كرد. بررسي نقشه‌ي توزيع عناصر در فصل مشترك‌هاي اتصال، تجمع عناصر نيكل و تنگستن در فصل مشترك كاربيد/ NiTi و عناصر تيتانيم و آهن در فصل مشترك فولاد/ NiTi را به دليل تشكيل پيوند در فصل مشترك‌ها در نتيجهي دماي بالاي فرآيند تأييد كرد. نتايج نشان داد كه با استفاده از واكنش‌هاي سنتز احتراقي و ذوب موضعي محصول NiTi تشكيل شده، امكان برقراري اتصالي با كيفيت مناسب بين كاربيد تنگستن و فولاد با استفاده از لايه واسط NiTi به دليل نفوذ عناصر و تشكيل پيوند در فصل مشترك‌هاي اتصال و ايجاد چسبندگي ميان اجزاي اتصال وجود دارد.