اتصال ورق آلیاژی نانوساختار al /al2o3 به روش فاز مایع گذرا

امروزه کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به دلیل دارا بودن خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی در صنایعی که به نوعی نیاز به مواد سبک و در عین حال مستحکم دارند، به طور وسیعی کاربرد یافته اند. این خواص مطلوب در کامپوزیت های با ساختار نانو بسیار چشمگیرتر و شاخص¬تر است. در تحقیق حاضر فرایند اتصال نمونه¬های ورق آلیاژی نانوساختار از ورق¬های آلیاژی آلومینیوم تقویت شده با ذرات میکرومتری آلومینا، به روش فاز مایع گذرا مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر پارامترهای دما و زمان بر روی خواص اتصال بررسی شد. برای این منظور ابتدا ورق آلیاژی نانوساختار al /5 wt.% al2o3 با استفاده از فرایند اتصال نورد تجمعی و پس از 11 پاس نورد، بدست آمد. در ادامه با لایه نشانی فلز مس به عنوان لایه واسطه، اتصال این قطعات به روش فاز مایع گذرا انجام شد. به منظور بررسی های ریز ساختاری ورق آلیاژی نانوساختار، ارزیابی خواص درز اتصال و سطوح شکست اتصال ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. جهت بررسی اندازه دانه های آلومینیوم زمینه در ورق آلیاژی نانوساختار پس از نورد تجمعی، از الگوی پراش پرتو ایکس استفاده شد. نتایج نشان داد که ورق آلیاژی نانوساختار حاصله اندازه دانه هایی در حدود 92 نانو متر دارد و در طول اتصال فاز مایع گذرا ثابت ماند و رشد دانه ها به طور محسوس صورت نگرفت. در حوالی درز تمام اتصال ها، ترکیبات بین فلزی سخت، تجمع ذرات آلومینا، میکرو ترک و حفراتی دیده شد که با فاز جامد α–al پرشده اند و در درون آن ها ذرات پراکنده و ریز cual2 مشاهده شد. با افزایش دمای اتصال، به دلیل افزایش حجم مذاب ایجاد شده در درز، سطح وسیع تری از درز اتصال، میکرو ترک وحفرات توسط مذاب پر شد. از طرفی ریزساختار اتصال های انجام شده در دماهای بالاتر حاوی ذرات کمتری از رسوب نسبت به ریزساختار اتصال های انجام شده در دماهای پایین تر می باشد، همین عامل نیز موجب کاهش سختی فاز جامد al-α با افزایش دمای اتصال شد. در دمای اتصال 590 درجه ی سانتی گراد، با افزایش زمان اتصال استحکام اتصال ها افزایش می یابد طوری که حداکثر استحکام برشی در همین دما و زمان اتصال 30 دقیقه، در حدود 82 در صد استحکام برشی فلز پایه بدست آمد. سطوح شکست بررسی شده، دیمپل های برشی و نرم و تغییرشکل پلاستیک را نشان داد که بعضاً در انتهای آن ها ذراتآلومینادیده می شود. در دماهای اتصال پایین با افزایش زمان، استحکام اتصالات افزایش یافت. در دماهای اتصال بالاتر که انجماد هم دما کامل شد، افزایش زمان موجب کاهش مقدار مس و کاهش ذرات رسوبی در زمینه ی نرم فاز جامد α-al شد و در نتیجه استحکام اتصال ها کاهش یافت.