جوشکاری حالت جامد آلیاژ برنج Cu-Zn و فولاد

Solid-state bonding of alloy-designed Cu–Zn brass and steel

associated with phase transformation by spark plasma sintering

جوشکاری حالت جامد آلیاژ برنج Cu-Zn مخصوص و فولاد وابسته به استحاله فازی

به وسیله ی زینترینگ به کمک قوس پلاسما

ABSTRACT

Solid-state bonding between steel and a Cu alloy was studied to investigate fabrication of advanced bimetallic composites by using spark plasma sintering (SPS). In order to obtain proper bonding strength between the mating materials, Si and Al were alloyed to Cu–Zn brass to enhance interdiffusion with steel. The alloying elements diffused from the Cu alloy to steel, which transformed from the gamma to alpha phase during bonding. Owing to the phase stability of steel, the new columnar microstructure that evolved during the transformation across the joint interface showed high bonding strength between the mating alloys. The samples bonded without fracture, defects, or inhomogeneous deformation. Microstructural observations, elementary mapping, and mechanical testing demonstrated that the SPS technique and specific bonding parameters enhanced the interdiffusion between the metals. This novel method would be well suited to strengthen bonding between two dissimilar metals with different diffusion coefficients.

  

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

جوشکاری حالت جامد آلیاژ برنج Cu-Zn و فولاد وابسته به استحاله فازی : جوشکاری حالت جامد بین فولاد و یک آلیاژ Cu جهت بررسی ساخت کامپوزیت های دو فلزی پیشرفته با استفاده از زینتر کردن به کمک قوس پلاسما (SPS) مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور به دست آوردن استحکام اتصال مناسب ، Si و Al به برنج Cu-Zn جهت افزایش بهم آمیختگی با فولاد آلیاژ شد. عناصر آلیاژی از آلیاژ Cu به فولاد نفوذ کرد، به طوری که در طی اتصال فاز گاما به آلفا تغییر یافت. به علت پایداری فازی فولاد، ریزساختار ستونی جدید که در طی استحاله از وسط فصل مشترک اتصال گسترش یافت استحکام اتصال بالایی را بین آلیاژهای جفت شونده نشان داد. این نمونه ها بدون شکست، عیوب، یا تغییرشکل ناهمگن اتصال یافتند. مشاهدات میکروسکوپی، نگاشت مقدماتی، و آزمون های مکانیکی نشان دادند که تکنیک SPS و پارامترهای اتصال بخصوصی بهم آمیختگی بین فلزات را افزایش می دهد. این روش جدید برای اتصال مستحکم بین دو فلز نامشابه با ضریب های نفوذ متفاوت بسیار مناسب خواهد بود.به طور روزافزون جهت بدست آوردن رشد مورد نیاز برای مواد با خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، کامپوزیت های دوفلزی از فلزات نامشابه بررسی شده است.