تحقیق بررسي مشخصات وخواص لحيم نا همجنس آلياژ حافظه دار TINI و فولاد ضد زنگ 14 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 12 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

1
‏عنوان تحقيق:
‏بررسي مشخصات وخواص لحيم نا همجنس آلياژ حافظه دار TINI‏ ‏و فولاد ضد زنگ
‏تاريخچه
‏آلياژ حافظه دار TINI‏ ماده اي است كاربردي با استفاده وسيع در بسياري از منابع از جمله صنايع هوا فضا . انرژي هسته اي صنايع دريايي علوم پزشكي مي باشد.اين آلياژ داراي خاصيت ويژه حافظه دار SME‏ الاستيك بسيار بالا . مقاومت به سايش و فرسايش بسيار خوب و پايداري بالا در محيط بيو شيميايي مي باشد.‏(‏ 1‏)
‏.امروزه در صنايع پزشكي از آلياژ TINI‏ و همچنين فولاد ضد زنگ براي ساخت سيستمهاي ارتودنسي دندان استفاده مي شود . خاصيت هوشمندي و همچنين الاستيكي بالاي آلياژ TINI‏ به دندان ها اين امكان را مي دهد كه در يك دوره درماني بلند مدت و تحت نيروي كم ولي مداوم سيمها مكان خود را تصحيح كنند با اين روش مي توان تغيير فرم زيادي در دندان ها بدون اعمال نيروي زياد اعمال نمود.(3)
‏با اين وجود استحكام نسبتا پائين اين آلياژ باعث شل شدن تدريجي سيم در حين حركت دندان ها در جهت مخالف مي گردد. در مقابل استفاده از فولاد ضد زنگ بعلت استحكام بالا عيب مذكور را بر طرف مي كند. ولي فلاد نيز بعلت داشتن الاستيكيه كم باعث اعمال نيروي زياد به دندانها شده و از حركت تدريجي آنها در حين دوره درماني جلوگيري مي كند.
‏با اين تفاسير توليد يك اتصال ناهمجنس از آلياژ TINI‏و فولاد ضد زنگ مزاياي استفاده از هر دو ماده را بدنبال دشانه و باعث كاهش طول دره درمان و افزايش كييفيت كار مي گردد.
‏مقدمه
‏مقاله حاضر حاصل مطالعه سه مقاله تحقيقي مي باشد كه در آنها اهداف زير مورد نظر بوده است:
‏1)بررسي ارتباط بين ريز ساختار و خواص اتصال ناهمجنس و دستيابي به راهكارهاي مناسب بمنظور به بهبود خواص اتصال(1)
‏2)بررسي تاثير پارامترهاي لحيم ليزر بر خواص اتصال (2)
3
‏3)‏مطالعه خواص خوردگي اتصال(3)
‏محققين فوق ابتدا با استفاده از جوشكاري ميكروپلاسما اتصال فوق را توليد كردند كه مشكلات اين اتصال عبارت بودند از استحكام كه جوش (159-127 پاسگال) بعلت تشكيل ساختار سرد و همچنين وسيع بودن منطقه متاثر از حرارت (HAZ)‏ (2)
‏لذا در كار پژوهشي اخير به توليد اتصال آلياژ TINI‏ و فولاد ضد زنگ با اسفتاده از پروسه لحيم سخت ليزر و سيم لحيمي از جنس آلياژ نقره پرداختند كه به بررسي اجمالي نحه كار و نتايج اين تحقيق خواهيم پرداخت.
‏آلياژ TINI‏ با استحكام كششي 1319-1108 مگا پاسكال و كرنش 18-16 در صد استفاده شد. فيلد متان مورد استفاده داراي تركيب شيميائي 68-50 درصد جرمي نقره 30-10 درصد مس .
‏20-12 درصد روي و 10-0 درصد قلع مي باشد. در بخش هاي دوم وسوم تحقيق از فيلد سما با تركيب 52 درصد نقره .22%مس.18%روي .8% وزني قلع استفاده شده كه دماي ساليد و مس آن 590 و دماي ليكوئيد و مس آن 3/635 بوده است.
‏بررسي ارتباط بين ريز ساختار و خواص اتصال:(1)
‏فرآيند لحيم با استفاده از يك دستگاه ليزر(JY-100‏ ) انجام شد. خواص مكانيكي اتصال در دماي اتاق و با استفاده از دستگاه يونيور سال (CSS-44100)‏ ‏و ريز ساختار اتصال با استفاده از ميكروسكوپ نوري ،آناليزور تصوير (VIDAS)‏ ميكروسكوپ SEM‏ و دستگاه X-RAY‏ بررسي گرديد.
‏استحكام كششي و سختي اتصال:(1)
‏شكل (1) نحوه انجام تست مكانيكي بر روي اتصال را نشان مي دهد. در شكل (2) پارامترهاي لحيم نشان داده شده اند و در شكل (3) نمودار تنش كرنش مربوط به اتصال تحت پارامترهاي ناديده در شكل (2) رسم شده است.
‏نتايج نشان داد كه بهترين استحكام كششي سوپر الاستيكي در شرايط ناحيه 10 بدست مي آيد.
‏استحكام كششي اتصال 360-320 مگا پاسكال بدست آمد وكرنش الاستيك تا حد 10-8 در صد قابل افزايش بود. در حرارت ورودي كمتر (ناحيه9) استحكام 210-190 مگا پاسكال بدست آمد.منظقه شكست ،فصل مشترك بين آلياژ
3
TINI‏ و فيلد متال بود كه بدليل پايين بودن حرارت ورودي زمان كوتاه لحيم و در نتيجه پيوند ضعيف بين اين دو قسمت است. در منطقه(C)‏ كه حرارت ‏رودي لحيم بالا است. شكست اتصال از منطقه HAZ‏ آلياژ TINI‏ است كه نشان دهنده تغيير شديد خواص آلياژ در اين ناحيه مي باشد. (شكل4) . همچنين استحكام كششي تا 320 ‏–‏ 300 مگا پاسكال كاهش يافته و سختي نيز كمتر شد.(شكل5).
‏سوپرالاستيسيته آلياژ TINI‏(1)
‏شكل 6 نمودار تنش ‏–‏ كرنش را براي بار گذاري در سه حالت و سپس برداشتن بار ،نشان مي دهد.همانطور كه مشاهده مي شود،كرنش ايجاد شده در اثر بارگذاري ‏با بر داشتن بار تا حد زيادي قابل بازگشت است و لذا اتلاف سوپر الاستيسته آلياژ تقريبا پايين مي باشد.
‏تحت خشن بصورتي كه در شكل (7) نشان داده شده انجام گرديد. خش درست آلياژ TINI‏ تا زاويه 90 درجه و بعد تا زمان 30 ثانيه انجام شد. با افزايش زايه (B‏) و افزايش حرارت ورودي لحيم ميزان اتلاف خاصيت سوپر الاستيسته ‏آلياژ TINI‏افزايش يافت.در شرايطي كه پارامترهاي لحيم در ناحيه a‏ شكل (2) قرار دارد.اتلاف سوپر الاستيسته آلياژ‏ در منطقه HAZ‏ كم است. در ناحيه b‏ اين اتلاف كمي بيشتر شده و در ناحيه C‏ ‏افزايش اتلاف قابل ملاحظه است. لذا با كنترل مناسب ميزان حرارت ورودي مي توان خاصيت سوپر الاستيسته و حافظه داري آلياژ TINI‏ را در حد مطلوب نگه داشت.
‏ريز ساختار اتصال غير همجنس:(1)
‏همانطور كه در شكل هاي ريز ساختاري منطقه لحيم مشاهده مي شود (شكل 8) فيلد نقره اي قابليت تر كنندگي خوبي بر روي هر دو فلز پايه داشته است ولي لايه ديفيوژني در فولاد ضد زنگ عميق تر است كه اين دليلي براي شكست لحيم از فصل مشترك فيلد و آلياژ TINI‏ مي باشد.
‏با افزايش حرارت ورودي منطقهhaz‏ آلياژ TINI‏ ‏دانه درشت تر شد كه اين مي تواند دليل كاهش شديد سوپر الاستيسيته آلياژ در منطقه haz‏ و همچنين كاهش استحكام آن باشد.
‏آزمايش اشعه X‏ نشاندهنده استحاله بخشي از ساختار B19‏ به B2 ‏ در ناحيهHAZ‏ آلياژ TINI‏ و بدليل حرارت بيش از حد مي باشد.
4
‏بررسي تاثير پارامترهاي لحيم سخت ليزر بر خاص اتصال:(2)
‏لحيم كاري با استفاده از ليزر ND:YAG‏ انجام شد . بمنظور كاهش ناحيه HAZ‏ در سمت آلياژ TINI‏ اشعه ليزر در جهت لبه فولاد ضد زنگ متمركز گرديد.(شكل 9) ريز ساختار با استفاده از EDS,XRD,SEM‏ انجام گرفت. خاصيت سوپر الاستيسيته آلياژ TINI‏ در دماي اتاق و با دستگاه كششي يونيورسال بررسي گرديد.(شكل10)
‏آزمايش خش تا زاويه 90 درجه بمدت 30 ثانيه انجام شد. پس از برداشتن بار زاويه به B1‏ رسيده و سپس در آب جوش 100 زايه به B2‏ رسيد(شكل 11) . نرخ بازگشت فرم منطقه HAZ‏ آلياژ TINI‏ (B)‏ با فرمول زير تعيين شد.‏
‏آزمايش ميكرو سختي با نيروي 96/1 نيوتن و زمان 30 ثانيه انجام شد تا اصلاحات ناشي از فرآيند ليزر بررسي شود.
‏ريز ساختاراتصال:(2)
‏شكل (12) ريز ساختار فيلد نقره اي را نشان مي دهد نتايج EDS,XRD‏ (شكل 13 و جدول1)
‏نشان مي دهد كه ريز ساختار فيلد داراي محلول جامل X-AG‏ با رنگ سفيد محلول جامد X-CU‏ با رنگ سياه كه توسطX-AG‏ ,AG3SN,AGZN,X-CU,‏ CU41SN11,CU5ZN8‏ مي باشد. شكل 14 تركنندگي مناسب فيلد بر روي هر دو فلز پايه را نشان مي دهد . فصل مشترك هاي اتصال در دو سمت خلاف فاقد حفره است.
‏شكل 15 تركيب شيميايي را در قسمت درز اتصال نشان مي دهد. دانه بندي در اين قسمت ريز تر از قسمت فيلر متال اشت. فرآيند تبلور مجدد فيلر متال در شرايط غير تعادلي صورت گرفته و انازه دانه درز جوش با سرعت سرد شدن فيلر متال متناسب بوده است . با كاهش سرعت سرد شدن ميزان تحت تجديد كمتر شده و اندازه دانه درشت تر مي شود. با افزايش حرارت ليزر و زمان فرآيند سرعت سرد شدن فيلر كاهش مي يابد . كه باعث درشت دانه شدن فاز X-CU‏ در قسمت درز جوش مي شود.در شكل 16 ريز ساختارهاي بدست آمده فلز پايه TINI‏ و ناحيه HAZ‏ نشان داده شده است . آناليزX-RAY‏ در شكل 17 نشان مي دهد كه ناحيه HAZ‏ آلياژ TINI‏ حاوي فازهاي مخلوط B16,B2‏ در دماي اتاق است.