اثر زمان و دمای غوطه وری بر مشخصات فصل مشترک آلومینیم خالص و فولاد ساده کربنی

Abstract

برای دستیابی به یک کامپوزیت جفت-فلزی قابل قبول از دو فلز، بررسی مشخصات فصل مشترک آنها ضروری به نظر می‌رسد. در این تحقیق اتصال بین یک نمونه فولاد ساده کربنی و آلومینیم خالص تجاری و نحوه‌ تشکیل و رشد ترکیبات بین‌فلزی در فصل مشترک مورد بررسی قرار گرفت. میله‌های فولادی، در زمان‌های مختلف 5، 10، 15 و 20 دقیقه در دماهای 680، 720، 760 و 800 درجۀ سانتیگراد، درون مذاب آلومینیم خالص نگه‌داشته شده و سپس از مذاب بیرون آورده و در هوا خنک شدند. پس از نمونه‌گیری از مقاطع، ریزساختار فصل مشترک تشکیل شده بین زیرلایه‌ی فولادی و آلومینیم با میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی (SEM)، اسپکتروسکوپی اشعه ایکس (EDS) و ریزسختی سنجی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که لایه‌ی بین‌فلزی از دوترکیب بین‌فلزی FeAl₃ و Fe₂Al₅ تشکیل شده است. با افزایش دما و زمان غوطه‌وری نوع ترکیبات تشکیل شده بدون تغییر بوده و فقط ضخامت لایه‌ی بین‌فلزی تغییر کرده است. برای بررسی سختی فازهای تشکیل شده، تست ریزسختی سنجی ویکرز در راستای عمود بر فصل مشترک نشان داد که سختی فصل مشترک واکنشی ایجاد شده به دلیل وجود ترکیبات بین­فلزی سخت و ترد، بالاتر از سختی فلزات پایه فولاد و آلومینیم است. سینیتیک تشکیل ترکیبات مورد بحث قرار گرفته است.