بررسي تاثير عمليات حرارتي بر خواص مكانيكي و متالورژيكي ورق سه لايه آلومينيوم /فولاد/ آلومينيوم

Investigation of annealing treatment on the mechanical and metallurgical properties of explosive-welded Al/St/Al multilayer

يكي از روش‌هاي ايجاد اتصال بين فلزات هم جنس و غير همجنس، فرايند جوش انفجاري مي‌باشد كه فشار لازم جهت ايجاد اتصال از طريق انرژي ناشي از انفجار مواد منفجره حاصل مي‌شود. در اين پژوهش ورق سه لايه آلومينيوم/فولاد/آلومينيوم از طريق جوشكاري انفجاري توليد گرديده و اثر دما و زمان عمليات حرارتي آنيلينگ بر خواص مكانيكي و متالورژيكي فصل مشترك اتصال مطالعه شده است. بدين منظور تغييرات سختي در راستاي ضخامت نمونه‌ها اندازه‌گيري شده و ضخامت و نوع تركيبات بين فلزي تشكيل يافته در فصل مشترك اتصال با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و همچنين آناليز شيميايي عناصر مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان دهنده آن است كه افزايش دما و زمان عمليات حرارتي باعث افزايش عمق نفوذ و ضخامت تركيبات بين فلزي در فصل مشترك اتصال مي‌شود. مطالعات صورت گرفته پس از تست ميكروسختي ويكرز نشان دهنده تعدادي ميكروترك در فصل مشترك بالا و پايين برخي نمونه‌هاي آنيل شده مي‌باشد كه اين موضوع، تشكيل تركيبات بين فلزي ترد در فصل مشترك اتصال و شكل پذيري پايين اين تركيبات را نشان مي‌دهد. همچنين به منظور بررسي كيفيت اتصال لايه ها تست برش به انجام رسيده كه بيانگر اتصال قابل قبول لايه ها به يكديگر بوده است.

Explosive welding is used for excellent bonding of similar and dissimilar materials with a wide variety of thicknesses, area dimensions and different thermal and mechanical properties. In this study, an Al/St/Al multilayer sheet was fabricated by explosive welding process and the effects of annealing temperature on the interfacial properties of explosively bonded Al/Cu bimetal have been investigated. For this purpose, hardness changes along the thickness of the samples have been measured, and the thickness and type of intermetallic compounds formed at the joining interface have been explored by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and also energy dispersive spectroscopy (EDS). By heat treatment of the samples at 300, 350 and 400°C, it was observed that intermetallic layer was formed at the interfaces. The obtained results indicate that, with the increase of the annealing temperature, the thickness of intermetallic compounds has increased and the amount of hardness along the thickness of the joining interface has diminished. In the annealed sample at 300°C for 60 min, it was observed that intermetallic layers have formed at the interface of Al/St bimetals. These layers consist of the intermetallic compound Al2Fe and its thickness becomes to about 35 ?m at some points.