بررسی خواص متالورژیکی و مکانیکی در قطعات جوشکاری شده به روش تیگ جهت جایگزینی مواد

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

2 دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در این پژوهش خواص متالورژیکی و مکانیکی قطعات جوشکاری شده به روش تیگ مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. برای این منظور جوشکاری تیگ با پارامترهای بهینه ورودی، بر روی ورق های نورد شده از دو ماده XH50 و Hastelloy x انجام شد. برای مقایسه این دو ماده و همچنین امکان جایگزینی ماده، ابتدا آنالیز عنصری دو ماده بررسی و سپس خواصی از قبیل ریزساختار، استحکام کششی و میکروسختی برای قطعات اولیه و همچنین برای قطعات جوشکاری شده مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که منطقه متأثر از حرارت در ماده Hastelloy x بسیار پهن‌تر از نمونه XH50 و شامل سه ناحیه می‌باشد. با وجود خواص کششی تقریباً مشابه در دو ماده، خواص ماده Hastelloy x از نظر میکروسختی ماده اولیه و همچنین از نظر استحکام کششی و میکروسختی قطعه جوشکاری شده به طور محسوسی بهتر است. میانگین استحکام کششی جوش در نمونه‌های Hastelloy x حدود 31% بیشتر از استحکام جوش در نمونه‌های XH50 می‌باشدکه این امر ناشی از تشکیل فازهای ترد بین دانه‌ای در آلیاژ نمونه XH50 است.. لذا در قطعات جوشکاری شده به روش تیگ استفاده از ماده Hastelloy x مطلوب تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Rack ML (1998) Titanium alloys in total joint replacement—a materials science perspective. Biomaterials 19(18):1621-1639.

[2]  Sibly TF,  Unsworth A (1991)  Wear of cross-linked polyethylene against itself: a material suitable for surface replacement of the finger joint. J Biomed Eng 13(3): 217-220.

[3]  Fagan MJ (1986) Material selection in the design of the femoral component of cemented total hip replacements. Clin Mater  1(3): 151-167.

[4]  El-Sheikh HF, Mac Donald BJ , Hashmi MSJ (2002) Material selection in the design of the femoral component of cemented total hip replacement. J Mater Process Technol 122(2-3): 309-317.

[5]  Taksali S,  Grauer JN, A. Vaccaro R (2004) Material considerations for intervertebral disc replacement implants. The Spine J 4(6): 231-238.

[6]  Katti KS (2004) Biomaterials in total joint replacement. Colloids Surf B: Biointerfaces  39(3): 133-142.

[7]  Bahraminasab M, Jahan A (2011) Material selection for femoral component of total knee replacement using comprehensive VIKOR. Mater & Des 32(8–9): 4471-4477.

[8]  Fallahnezhad K,  Farhoudi H,  Oskouei R H,  Taylor M (2016) Influence of geometry and materials on the axial and torsional strength of the head–neck taper junction in modular hip replacements: A finite element study. J Mech Behav Biomed Mater  60:118-126.

[9]  Rubel H,  Marschke D,  Tautz J,  Micheel G (1989) Inconel X-750 as material for core internals and core components - Status of in-service experience and replacements at siemens kwu group. Nucl Eng Des 112: 329-336.

[10] Anwar R , Vermol VV, Rahman S, Hassan OHR  , Dung TW (2014) Reformulating Local Ceramic Stoneware with Alumina as Replacement Material for the Heat Sink. JAH 31: 507-516.

[11] Groover MP (2010) Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes and systems. 4rd edn., Wiley, New York.

[12] Huang B, Zhang J, Wu Q (2017) Microstructure and mechanical properties of China low activation martensitic steel joint by TIG multi-pass welding with a new filler wire. Nucl Mater 490: 115-124.

[13] Vidyarthy RS, Kulkarni A, Dwivedi DK (2017) Study of microstructure and mechanical property relationships of A-TIG welded P91–316L dissimilar steel joint. Mater Sci Eng A 695: 249-257.

[14] Wang G, Li Q, Li YJ, Wu AP, Ma NX, Yan DY, Wu HQ (2017) Effects of weld reinforcement on tensile behavior and mechanical properties of 2219-T87 aluminum alloy TIG welded joints. TNMSC 27: 10-16.

[15] Donachi MJ, Donachi SJ (2002) Superalloys a technical guide. 2re edn., ASM International, Materials Park, Ohio.

[16] Bradly EF (1998) A technical guide of superalloys. ASM International, Materials Park, Ohio.

[17] Charre MD (1997) The microstructure of superalloys. Clima Molybdenium Co. Sym., Zurikh.

[18] Marriott JB, Merz M, Nihoul J, Ward IM (1987) High temperature alloys, Springer, New York.

[19] Betteridge W, Shaw SWK (1987) Development of superalloys. Mater sci technol 3(9): 682-694.

[20] Decker RF, Smits CT (1972) The Metallurgy of nickel base superalloys. Paul D. Merica Research laboratory, New York.

[21] Smits CT (1984) A history of superalloy metallurgy for superalloy metallurgist. The metallurgical society of AIME, Warrendale.

[22] Villars P, Prince A, Okamoto H (1995) Handbook of ternary alloy phase diagrams, ASM International, Materials Park, Ohio.

[23] Zhang Li, Gobbi SL, Richter KH (1997) Autegenous welding of Hastelloy X to MAR-M247 by laser. J Mater Process Technol 70:285-292.