عنوان پایان‌نامه
اتصال آلیاژ زیر کونیم به فولاد زنگ نزن بوسیله فرایند لحیم کاری سخت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49126
- تاریخ دفاع
- ۲۳ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- علیرضا زندی کریمی
- استاد راهنما
- علی محمد هادیان
- چکیده
- آلیاژهای زیرکونیم و فولادهای زنگ نزن مواد مهندسی مطلوبی هستند که به دلیل خواص منحصر به فرد خود، به طور گسترده در صنایع گوناگون کاربرد دارند. به طور خاص، اتصال غیر همجنس فولاد زنگ نزن پایدار شده 321 و آلیاژ Zr-2.5Nb کاربرد ویژه¬ای در صنایع هسته¬ای دارد. به همین دلیل و به منظور برقراری این اتصال، فرآیند لحیم¬کاری سخت به دو روش گرمایش کند و گرمایش سریع با استفاده از چهار آلیاژ پرکننده BNi-2، BNi-3، BNi-5 و BNi-9 در حضور گاز بی¬اثر آرگون انجام شد. آزمون ترشوندگی فولاد زنگ نزن پایدار شده 321 و آلیاژ Zr-2.5Nb بوسیله آلیاژهای پرکننده پایه نیکل با استفاده از روش قطره ساکن صورت گرفت و نتایج حاصل نشان داد که به جز آلیاژ پر کننده BNi-5 سایر آلیاژها به خوبی سطوح هر دو آلیاژ پایه را تر کردند. فرآیند لحیم¬کاری سخت در دماها و زمان¬های مختلف انجام شد. مقاطع نمونه¬های اتصال بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف پرتو ایکس (EDS) و دستگاه پراش¬سنج پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، خواص مکانیکی اتصالات بوسیله آزمون استحکام برشی سنجیده شد. نتایج حاصل نشان داد نمونه¬های لحیم¬کاری شده بوسیله روش گرمایش سریع و با استفاده از آلیاژ پرکننده BNi-3 در دمای ?C1060 و زمان نگهداری 2 دقیقه، مطلوبترین خواص مکانیکی را دارا بوده¬اند. به طور کلی، در دماهای لحیم¬کاری کمتر و زمان¬های نگهداری کوتاه¬تر با کاهش میزان نفوذ عناصری نظیر Ni، Fe، Cr و سایر عناصر آلیاژی موجود در سیستم، امکان تشکیل فازهای ترد بین فلزی کاهش یافته و دستیابی به اتصالاتی عاری از عیب و با استحکام بالا میسر خواهد بود.
- Abstract
- Both Zirconium alloys and stainless steels are good engineering materials that are widely used in different industries due to their excellent properties. Joining of stabilized austenitic stainless steel 321 to Zr-2.5Nb is considered to be important in nuclear industry. Thus, brazing technique in two different fast-heating and slow-heating methods was conducted using four nickel-based filler metals including BNi-2, BNi-3, BNi-5, and BNi-9 in argon atmosphere. In order to determine the processes controlling parameters the wetti8ng behavior of these materials, by nickel-based alloys was studied using a sessile drop technique. The result s shows that except BNi-5, all the other filler metals properly wet the surface of both base-metals. The brazing process was carried out at different times and temperatures. Joints' cross sections were investigated by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometery (EDS), and X-ray diffractometery (XRD). The strength of the joints measured using a shear strength test. Fast heating brazing at 1060°C for 2 minutes using BNi-3 resulted in joints with highest shear strength. Lower brazing temperatures and shorter holding times, decrease the diffusion rate of Ni, Fe, Cr, and other elements from stainless steel and filler metals into Zr-2.5Nb and avoid formation of various brittle intermetallic compounds. For the result of this study it can be included that high strength joints using selected nickel-based filler metals can be achieved by precise controlling of the brazing parameters.
