الملخص
تم وصل أَلومينيد الحديد (Fe3Al) والفولاذ بنجاح باستخدام طريقة اللحام بالانتشار المباشر في فرن مفرغ من الهواء وأجريت تجارب اللحام بالانتشار عند درجة حرارة وصل من 1000مo إلى1200 مo , وعند أوقات وصل من 10 إلى 60 دقيقة وتحت ضغط ثابت مقداره 10 ميغابسكال. وتم تشكيل وصلات الفولاذ Fe3Al/ وتم تحليل معالم البنية المجهرية لوصلات الفولاذ Fe3Al/ بتقنيات وصف متنوعة مثل المجهر الضوئي والمسح باستخدام المجهر الالكتروني المزود بمطياف لقياس الطاقة المتشتتة ومسبار التحليل المجهري الالكتروني وكذلك باستخدام مقياس حيود الأشعة السينية وتم قياس الصلادة المجهرية من Fe3Al إلى الفولاذ باستخدام جهاز فيكر لقياس الصلادة المجهريه. كما تم قياس قوة القص لوصلات الفولاذ Fe3Al/باستخدام آلة اختبار القص، حيث بلغت أقصى قوة قص لوصلات الفولاذ Fe3Al/ 362ميغابسكال لوصلات وصلت عند درجة حرارة وصل 1100مo, وعند وقت وصل 60 دقيقة. وظهرت مناطق التحول بوضوح في المنتصف بين Fe3Al والفولاذ وبلغ أقصى عرض لمنطقة التحول حوالي 159 ميكرومتر لوصلات الفولاذFe3Al/ والتي وصلت عند درجة حرارة وصل 1100مo وعند وقت وصل 30 دقيقة.
مقياس الحيود يظهر وجود طور جديد على سطوح وصلات الفولاذ Fe3Al/والملحومة باستخدام طريقة الوصل بالانتشار وهو Fe3AlC بالإضافة إلى الأطوار الأخرى وهي Fe3Al, FeAl, α-Fe وعدم وجود أطوار هشة لوصلات الفولاذ Fe3Al/والتي وصلًت عند درجة حرارة وصل 1100مo, وعند وقت وصل 60 دقيقة وبلغت قيمة الصلادة المجهرية عند منطقة التحول بالقرب من جهة الفولاذ حوالي (HV 189( وازدادت إلى حوالي (HV 301 (بالقرب من جهة Fe3Al.
ABSTRACT
Iron aluminides Fe3Al intermetallics and steel were joined successfully by vacuum diffusion bonding. Diffusion bonding experiments were carried-out at different bonding temperature of 1000, 1100 and 1200 0C and at different bonding time of 10, 30 and 60 minutes. The bonding pressure was 10 MPa. Fe3Al/steel joints were thus formed. The microstructure features in the Fe3Al/steel joints were analyzed by a variety of characterization techniques such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy-dispersive spectroscopy (EDS), electronic probe microanalysis (EPMA) and an X-ray diffraction technique. The micro-hardness from Fe3Al intermetallics to steel were measured with Vickers microhardness tester. The shear strength of the Fe3Al/steel joints was evaluated with a shear test machine. The maximum shear strength of Fe3Al/steel joints was 362 MPa for joints bonded at 1100 0C and bonding time of 60 min. Transition zones in the middle between the Fe3Al intermetallic and the steel were observed and the width of the transition zone was 159 µm for Fe3Al/steel joint bonded at bonding temperature of 1100 0C and bonding time of 30 min. X-ray diffraction results showed the existence of new phases such as aluminum iron carbide (Fe3AlC) and FeAl with steel (α-Fe) and Fe3Al, in the Fe3Al/steel diffusion-welded joint without brittle phases and the micro-hardness values at the transition zone increased from about 189 HV close to steel side to about 301 HV close to Fe3Al side.
