آناليز كيفيت و ريزساختار اتصال لحيم آلياژ Ti-6Al-4V با پركننده‌هاي پايه تيتانيومي توسط آزمون اولتراسونيك

Quality and Microstructure Analysis of Ti–6Al–4V Brazed Joint with Ti-Based Filler by Ultrasonic Test

چكيده : آلياژ Ti-6Al-4V در يك كوره اتمسفر كنترل توسط آلياژ پركننده آمورف 1228 STEMET با تركيب شيميـايي (Ti-27Zr-14Cu-13Ni, wt%) لحيم شد. ابتدا كيفيت اتصالات لحيم توسط آزمون اولتراسونيك و با استفاده از روش اندازه گيري ضخامت كراتكرامر برانسون[i] ارزيابي شد. سپس تاثير زمان و دماهاي مختلف بر ريزساختار و خواص مكانيكي بررسي شد. بررسي ريزساختار توسط ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي[ii] و بررسي خواص مكانيكي توسط آزمون برش انجام گرفت. ريزساختار اصلي فلزات پايه Ti-6Al-4V با استفاده از اين آلياژ لحيم تغييري نكرد. اتصالات به‌طور عمده از تركيبات بين فلزي ?-Cu/Ni [Ti(Zr)]2و?-Lave(Cu/Ni)2[Ti,(Zr)] تشكيل شده بودند. طولاني‌كردن مدت زمان لحيم كاري، منجر به جايگزيني اين فازهاي ترد با ساختار ريز سوزني شكل ويدمنشتاتن[iii]شد كه در سراسر اتصال، به‌دليل توزيع مجدد عناصر نيكل و مس از آلياژ لحيم به فلزات پايه، غالب مي­شود. استحكام برشي بهينه براي اتصالات لحيم Ti-6Al-4V در زمان 30 دقيقه، در دماي 950 درجه سانتي‌گراد و فشار 571 مگاپاسكال به‌دست آمد. از ديد تجربي، يافته‌ها حاكي از اين است كه لحيم‌كاري نمونه‌هاي سازگار در اتمسفر كنترل‌شده، كه در يك محفظه ايزوله قرار دارند، مي­تواند به‌عنوان يك فرايند موثر و اقتصادي در نظر گرفته شود.

The Ti–6Al–4V alloy brazed in a controlled atmosphere furnace, using an amorphous STEMET 1228 (Ti–27Zr–14Cu–13Ni, wt. %) brazing foil. Primarily, quality of the brazed joints evaluated by an ultrasonic test with ‘‘Krautkramer Branson’’ thickness measurement technique and then effect of different temperature and time investigated on joint microstructure and mechanical properties. The former by metallography, scanning electron microscope (SEM) and the latter by shear test. Original microstructure of the Ti–6Al–4V base metals did not altered using this braze alloy. The joints mainly consist of ?-Cu/Ni [Ti(Zr)]2 and ?-Lave(Cu/Ni)2[Ti,(Zr)] intermetallic compounds. Prolonging brazing time, results in replacement of these brittle phases with a fine acicular Widmanstatten structure dominating the entire joint due to redistribution of Cu and Ni from the braze alloy into the base metals. Optimum shear strength of the Ti–6Al-4V brazed joints were achieved 571 MPa at 950 °C - 30 min. From practical point of view, it was found that controlled atmosphere brazing of compatible samples have located in a simple close chamber, maybe carried out as an effective and economic process.