بررسی مکانیزم و سینتیک رشد لایه ی بین فلزی حین غوطه وری گرم فولاد کم کربن در مذاب آلومینیوم

در این پژوهش اثر ریزساختار فولاد کم کربن روی مکانیزم و سینتیک رشد لایهی ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت.با عملیات حرارتی سه نمونهی فولادی با ریزساختار و اندازه دانه های متفاوت به دست آمد. این نمونه ها در سه دمای 730، 770 و ℃830 و در مدت زمان های مختلف داخل مذاب آلومینیوم خالص غوطه ور شدند. بررسی های انجام گرفته توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز eds نشان داد که دو ترکیب بین فلزی feal3 و fe2al5 تنها ترکیب های تشکیل دهندهی لایهی ترکیبی در اثر نفود متقابل اتم های آهن و آلومینیوم است که در آنfe2al5فاز غالب لایهی ترکیبی است.لایهیfeal3 با آلومینیوم فصل مشترک نامنظم تیغه ای شکل تشکیل می دهد. لایهی fe2al5 با زیرلایهی فولادی فصل مشترک زبانه ای شکل تشکیل می دهد. بررسی های میکروسکوپ نوری انجام شده روی آنها نشان می دهد که ارتباط معناداری بین مورفولوژی زبانه ای شکل و مرزدانه های فولاد وجود نداشته و مورفولوژی ناشی از رشد مرجح دانه های fe2al5 در امتداد مرزهای فریت نیست. به علاوه، بررسی ها نشانمی دهد که با افزایش درصد کربن فولادضخامت لایهی بین فلزی کاهش می یابد و فصل مشترک از حالت زبانه ای به سمت مسطح شدن میل می کند که این مساله متاثر از افزایش کسر حجمی پرلیت در مقایسه با فریت است. نتایج اندازه گیری ضخامت لایهی بین فلزی یک رشد شبه پارابولیک را برای لایهی fe2al5 نشان می دهد که بیانگر آن است که رشد این لایه تحت کنترل نفوذ رخ می دهد. نتایج داده های سینتیکی نشان می دهد که اندازه دانهی زیرلایه فولاد تاثیری بر سینتیک رشد لایهی بین فلزی ندارد. انرژی فعال سازی رشد لایهی fe2al5 برای نمونه های آنیل، نرماله و کوئنچ به ترتیب برابر با 25، 35 و kjmol-135 محاسبه گردید که نشان می دهد اندازه دانه و ریزساختار تاثیر قابل توجهی در انرژی فعال سازی و سینتیک رشد لایه ندارد.