بررسي سينتيك تشكيل لايه تركيب بين فلزي Cr2Ti+σ درناحيه فصل مشترك اتصال انفجاري تيتانيم/ فولاد زنگ نزن 304L

Investigating of formation kinetic of σ+Cr2Ti intermetallic compounds layer in the interface zone of SS304L/Ti’s Explosive Joint

اتصال انفجاري تيتانيم/ فولاد زنگ نزن 304L جزء مهمترين و پركاربردترين اتصالاتي است كه در صنايع مختلف از جمله نفت، پتروشيمي و هسته اي در ساخت تجهيزاتي مهمي نظير تانكرهاي حمل مواد شيميايي خورنده، مخازن تحت فشار، مبدلهاي حرارتي، اتوكلاوها و... كاربرد دارد. در حين شكلدهي برخي قسمت هاي تجهيزات ياد شده از جمله كلاهك مخازن كه عمدتا به روش پرس گرم انجام ميشود و نيز هنگام تعمير بخشهاي صدمه ديده اين سازهها و تجهيزات كه معمولا به روشهاي جوشكاري ذوبي انجام ميشود، بدليل اعمال حرارت بصورت يكنواخت يا موضعي، شرايط براي ايجاد تركيبات بين فلزي از عناصر آلياژي موجود در فلزات پايه در ناحيه فصل مشترك مهيا مي شود. در صورت عدم اشراف بر جنبه هاي متالورژيكي رشد اين تركيبات با توجه به اثر مخربشان بر خواص مكانيكي، ميتواند كارآيي تجهيزات را با مشكل جدي مواجه سازد. از ميان فازهاي متعدد تشكيل شونده؛ تركيب بين فلزي Cr2Ti+σ جزء مهمترين اين تركيبات به شمار ميرود. در تحقيق حاضر با انجام فرايند عمليات حرارتي آنيل در شرايط دما و زمان مختلف روي نمونههاي دوجنسي تيتانيم/ فولاد زنگ نزن 304L كه به روش جوشكاري انفجاري متصل گرديدهاند، سينتيك تشكيل فاز Cr2Ti+σ مورد بررسي قرار گرفت. با اندازه گيري ضخامت اين لايه بين فلزي بكمك آناليز خطي و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني در ناحيه فصل مشترك و اعمال مدل سينتيكي مناسب انرژي اكتيواسيون تشكيل آن بدست آمد. بدين ترتيب مقدار انرژي اكتيواسيون 209/4Kj/mol براي فاز ياد شده بدست آمد كه در مقاله به تفصيل به اختلاف مقدار بدست آمده با نتايج حاصل از فرايندجوشكاري نفوذي پرداخته شده است.

Explosive Joint of SS304L to Ti is an important and widely used joints which is used in various industries such as piping, corrosive chemical material’s transfer tanks, pressure vessels, heat exchangers, autoclaves and etc. The formation of intermetallic combination can be seen in the interface zone of joint during forming some parts of these structures commonly by hot press method or repairing different parts of these structures generally by melt welding methods and also stress reliving operations. Presence of intermetallic combination in the interface zone of joint can be decrease mechanical proficiency of equipment. Between intermetallic compounds, σ+Cr2Ti are very impressive compounds. in this study the focuses is on the investigation of formation kinetic of σ+Cr2Ti intermetallic compounds layer in the interface zone of SS304L/Ti’s Explosive Joint. With diameter measuring of this layer by scanning electron microscopy (SEM) and line scan profile of interface zone, we can Obtain activation energy this layer. The activation energy 209.4 Kj/mol was achieved for this layer. This measure compared with sample of diffusion joint.