بررسي تاثير زمان اتصال‌‌دهي بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال لحيم سخت سوپرآلياژ نايمونيك 105

The effect of bonding time on microstructure and mechanical properties of Nimonic105 super alloy brazed joint

كاربرد روش لحيم‌كاري نفوذي جهت اتصال‌دهي سوپرآلياژ نايمونيك 105 با اسنفاده از لاية واسط BNi-2 مورد بررسي قرارگرفت. فازهاي ايجاد شده طي فرايند لحيم‌كاري در ناحيه متاثر از نفوذ، ناحيه انجماد همدما و ناحيه انجماد غيردمايي مورد مطالعه قرارگرفت. رسوبات مشاهده شده در ناحيه متاثر از نفوذ عمدتاً از جنس بورايدهاي غني از Ni-Cr-Mo بودند. در ناحيه انجماد همدما، محلول جامد 𝛄 عاري از رسوبات يا فازهاي ثانويه تشكيل شد. در ناحيه انجماد غيردمايي، علاوه بر محلول جامد 𝛄، بورايدهاي غني از نيكل و نيز تركيبات بين‌فلزي غني از كروم تشكيل شد. نتايج سختي سنجي حاكي از آن بود كه در زمان‌هاي لحيم‌كاري طولاني‌تر(60 و 240 دقيقه )، به واسطة انحلال و كنترل تشكيل تركيبات مضر بين‌فلزي، فصل‌مشترك همگن‌تري حاصل مي‌گردد. بالاترين ميزان استحكام و درصد ازدياد طول، به ترتيب MPa 5/92 و %19 براي نمونه‌اي به دست آمد كه زمان لحيم‌كاري آن 60 دقيقه بود. اين استحكام و درصد ازدياد طول بالا، به خاطر عدم تشكيل تركيبات و فازهاي مضر در ناحية انجماد غيردمايي و در عين حال عدم وجود فرصت كافي براي رشد دانه‌ها حاصل گرديد.

The applicability of the diffusion brazing technique for joining Nimonic105 superalloy using a BNi-2 interlayer was assessed. The phases formed during the brazing process in the isothermally solidified zone (ISZ), athermally solidified zone (ASZ) and diffusion affected zone (DAZ) were studied. The formation of Ni- Cr-Mo boride precipitates in DAZ was determined in this region. The ISZ was a precipitation-free zone, mainly consisting of gamma solid solution. ASZ contains the matrix solid solution of gamma-nickel, Ni-rich boride, and Cr-rich boride and Cr-rich intermetallic compounds. The investigation confirms higher bonding time (60 and 240 min) led to a more uniform hardness profile across the joint and a more homogenous interface region via dissolution of intermetallic phases. The highest shear strength and ductility of the brazed joint can be up to 92.2 MPa and 19%, respectively for the bonding time of 60 min. This high strength and ductility can be attributed to the control of formation of deleterious intermetallic compounds in ASZ and at the same time limited time for grain growth.