بررسي تاثير زمان اتصال بر روي ميكرو ساختار و خواص مكانيكي اتصال فاز مايع گذرا بين اينكونل 718 و اينكونل600

Investigation on the effect of bonding time on microstructure and mechanical properties of transient liquid phase bonding between Inconel 718 and Inconel 600

در اين مقاله، فرآيند اتصال فاز مايع گذرا بين آلياژهاي اينكونل 718و اينكونل 600توسط لايه مياني BNi-2 به ضخامت 50 ميكرون مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند اتصال فاز مايع گذرا در دماي C°1050 براي مدت زمان 5 ، 25 و 45 دقيقه انجام شد. مطالعات ريزساختاري توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان (FE-SEM) انجام پذيرفت. همچنين استحكام برشي اين اتصالات اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه ساختار اتصال از سه ناحيه منطقه انجماد همدما، منطقه انجماد غير همدما و منطقه متاثر از نفوذ تشكيل شده بود. در زمان 5 دقيقه، تركيبات بين فلزي برايدي در انجماد غير همدما تشكيل شد. با افزايش زمان از5 به 45 دقيقه، نواحي انجماد غيرهمدما از بين رفته و انجماد همدما كامل شد. با افزايش زمان و افزايش نفوذ عنصر بور به فلز پايه، نواحي متاثر از نفوذ آلياژ اينكونل 718 پايدار بود و گسترش يافت، اما اين نواحي براي آلياژ اينكونل 600 با افزايش زمان از بين رفت و همگن سازي شد. همچنين در اثر حذف تركيبات برايدي در اثر افزايش زمان، تغييرات سختي در ناحيه اتصال يكنواخت‌تر شد و مقدار سختي ناحيه اتصال به حدود 280 ويكرز رسيد. نتايج حاصل از استحكام برشي نشان داد با افزايش زمان اتصال دهي از 5 به 45 دقيقه، استحكام برشي از 250 به 410 مگاپاسكال افزايش يافت.

In this paper, transient liquid phase (TLP) bonding process between Inconel 718 alloy and Inconel 600 alloy using a BNi-2 interlayer with 50 μm thickness was investigated. Transient liquid phase bonding process was performed at 1050 °C for 5, 25 and 45 min. Microstructure evaluation was carried out through optical microscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Also, bonding shear strength was measured. The results showed that the joint microstructure was formed of three zones including isothermal solidification zone (ISZ), thermal solidification zone (ASZ) and diffusion affected zone (DAZ). At the time of 5 min, boride intermetallic compounds in thermal solidification zone were formed. Isothermal solidification was completed and thermal solidification zone vanished by increasing the bonding time from 5 to 45 min. Diffusion affected zone of the Inconel 718 alloy was persistent and expanded by increasing the time and diffusion of B element to parent metals, but this region in Inconel 600 alloy vanished and the homogenization process occurred by increasing the bonding time. Also, because of the removal of boride intermetallic compounds, changes in hardness in the joint region were smoother and the hardness value of joint region was about 280 HV. The results of shear strength showed that the bonding strength was increased from 250 MPa to 410 MPa with increasing the bonding time from 5 to 45 min, respectively.