1401 8 1 14 149

مدل سازی نفوذ اتمی و بررسی خواص مکانیکی و ساختاری اتصال TLP آلیاژهای AA2024 به AA6061 Atomic diffusion modeling and Investigation of joining properties of TLP in AA2024 to AA6061 alloys 1 1 در این تحقیق، برای اتصال آلیاژهای AA2024 و AA6061 به یکدیگر، سه عنصر (Sn، Zn و Ga) به عنوان عناصر کاندید لایه واسط از نظر عمق نفوذ اتمی در فلزپایه در نظر گرفته شد و در دمای 453 درجه سانتی‌گراد در زمان‌های 2 روز، 10 ساعت، 210 دقیقه و 30 ثانیه مورد بررسی مدل سازی نفوذ اتمی قرار گرفت. در نهایت در دمای 453 درجه سانتی‌گراد و در محیط کوره تحت خلاء13 – 10 × 5/7  تور و تحت فرایند فاز مایع گذرا به یکدیگر متصل شدند. اثر تغییر ضخامت لایه واسط بر اتصال دو آلیاژ مذکور با آزمایش‌های عملی نظیر تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی، آزمون استحکام کششی در دو حالت بررسی اثر تغییر ضخامت لایه واسط بر استحکام و بررسی تغییر استحکام اتصال با افزایش زمان نگهداری نمونه در کوره، سختی سنجی، نقشه توزیع عناصر و اسکن خطی عناصر در محل اتصال بررسی شده است. با افزایش ضخامت لایه واسط از 20 به 70 میکرومتر، استحکام اتصال کاهش می‌یابد. حداکثر استحکام برای اتصال فلزات پایه با لایه واسط Sn-5.3Ag-4.6Bi به ضخامت 20 میکرومتر معادل  MPa52 به دست آمد.   2 In this study, to bond AA2024 and AA6061 alloys to each other, three elements (Sn, Zn and Ga)  were considered as interlayer elements in terms of atomic diffusion depth in the base metal and storage at 453°C for 2 days, 10 hours, 210 minutes, and 30 seconds that they were examined for atomic diffusion modeling. Finally, the two alloys were connected at a temperature of 453°C in a furnace environment under a vacuum of 7.5×10-13 Torr under a transient liquid phase process. The effect of changing the thickness of the interlayer on the connection of the two alloys are examined with practical tests such as metallography, SEM, the distribution map of the elements, hardness test, the linear scan of the elements at the joint, and tensile strength test in two modes, 1: investigating the effect of changing the thickness of the interlayer on strength, and 2: investigating the change in joint strength by increasing sample retention time in the furnace. As the thickness of the interlayer increases (from 20 to 70 μm), the bond strength decreases. The maximum tensile strength of joint with the 20 μm thickness Sn-5.3Ag-4.6Bi interlayer is 52 MPa.   1 15 2021/06/16 1400/3/26 2021/09/22 1400/6/31 امین عنبرزاده A. Anbarzadeh گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. ایران aminanbarzadeh@yahoo.com حامد ثابت H. Sabet گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. ایران h-sabet@kiau.ac.ir عبدالرضا گرانمایه ارومیه A.R. Geranmayeh گروه مهندسی مواد و متالورژی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. ایران a_granmaye@azad.ac.ir Atomic diffusion modeling Microstructure AA2024 AA6061 Transient liquid phase. مدل سازی نفوذ اتمی ریز ساختار AA2024 AA6061 فاز مایع گذرا. ##[1] T. Chien Jen, Y. Jiao. "Numerical simulation of solute redistribution during transient liquid phase bonding process for Al-Cu alloy", Numerical Heat Transfer, Part A, Vol. 39 pp. 123-138, 2001. http://dx.doi.org/10.1080/10407780119640##[2]کتاب. ا. کوکبی، م. غزنوی. "تکنولوژی جوشکاری"، انتشارات دانشگاه شریف، جلد اول ، 1384.##[3] Book. E. F. Bradley. "Superalloys and their application, in SuperalloysöA Technical Guide", ASM International, Metals Park, OH, pp. 22-28, 1988. https://www.osti.gov/scitech/biblio/6936787-superalloys-technical-guide ##[4] م. میثاقی، ر. بختیاری. "بررسی فرآیند اتصال فاز مایع گذرا (TLP) برای فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI321 با استفاده از لایه واسط تجاری MBF-20"، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد (مهندسی مواد مجلسی)، جلد 39، صفحات 73 تا 88، 1395. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=294475 ##[5] Aerospace Specification Metals Inc (ASM), "ASM Material Data Sheet", 800 398-4345. Aluminum 2024-O, 1987. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA2024O.##[6] ASTM- Designation: B209M-14, "Standard Specification for Aluminum and Aluminum", Alloy Sheet and Plate (Metric), 2014. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=B209M##[7] Aerospace Specification Metals Inc (ASM), "ASM Material Data Sheet", 800 398-4345. Aluminum 6061-O, 1987. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MA6061O.##[8] A. Alhazaa, T.I. Khan, I.Haq. "Transient liquid phase (TLP) bonding of Al7075 to Ti-6Al-4V alloy", Materials Characterization, Vol. 61, pp. 312-317, 2010. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2009.12.014##[9] A.N. Alhazaa, T.I. Khan. "Diffusion bonding of Al7075 to Ti–6Al–4V using Cu coatings and Sn–3.6Ag–1Cu interlayers", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 494, pp. 351-358, 2010. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.01.037##[10] M.S.Kenevisi, S.M.Mousavi Khoie. "A study on the effect of bonding time on the properties of Al7075 to Ti-6Al-4V diffusion bonded joint", Materials Latters, Vol. 76, pp. 144-146, 2012. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.02.104##[11] M.S.Kenevisi, S.M.Mousavi Khoie. "An investigation on microstructur and mechanical properties of Al7075 to Ti-6Al-4V Transient Liquid Phase (TLP) bonded joint", Materials and Design, Vol. 38, pp. 19-25, 2012. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.01.046##[12] Majid Samavatian, Ayoub Halvaee, Ahmad Ali Amadeh, Alireza Khodabandeh. "An investigation on microstructure evolution and mechanical properties during liquid state diffusion bonding of Al2024 to Ti-6Al-4V", Materials Characterization, Vol. 98, pp. 113-118, 2014. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2014.10.018##[13] Majid Samavatian, Ayoub Halvaee, Ahmad Ali Amadeh, Alireza Khodabandeh. "Transient liquid phase bonding of Al 2024 to Ti-6Al-4V alloy using Cu-Zn interlayer", Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 25, pp. 770-775, 2015. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)63662-7##[14] Amin Anbarzadeh, Hamed Sabet, Mehrdad Abbasi. "Effects of Successive- Stage Transient Liquid Phase (S-TLP) on Microstructure and mechanical properties of Al2024 to Ti-6Al-4V joint", Materials Letters, Vol. 178, pp. 280-283, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.04.071##[15] A. Anbarzadeh, H. Sabet, A.R. Geranmayeh. "An Investigation on the Modeling of Heat Distribution and Atomic Diffusion in the Joining of the AA2024-T4 to AA6061-T6 by TLP Process", 21Journal of Environmental Friendly Materials, Vol. 4(2), pp. 21-25, 2020. http://jefm.kiau.ac.ir/article_678114_7e4c6693b43073022de512e40f20aafa.pdf##[16] A. A. Shirzadi, E. R. Wallach. "Analytical modelling of Transient Liquid Phase (TLP) diffusion bonding when a temperature gradient is imposed", Acta mater, Vol. 47, No. 13, pp. 3551-3560, 1999. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(99)00234-7##[17] A. Anbarzadeh, H. Sabet, A. R. Geranmayeh. "Investigation of microstructure and tensile strength of TLP in the joint of AA2024-T4 alloys to AA6061-T6 using Sn-2.4Bi interlayer (Full text in Persian)", 3rd International Conference on Welding and Non Destructive Testing (ICWNDT 2021). https://en.civilica.com/doc/1171707/##[18] H.Y. Zhao, J.H. Liu, Z.L. Li et al. "Non-interfacial growth of Cu3Sn in Cu/Sn/Cu joints during ultrasonic-assisted transient liquid phase soldering process", Materials letters, Vol. 186, pp. 283-388, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.10.017##[19] L. Sun, M.h. Chen, L. Zhang. "Microstructure evolution and grain orientation of IMC in Cu-Sn TLP bonding solder joints", Alloys and Compounds, Vol. 786, pp. 677-687, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.01.384 ##[20] D. Di Maio, C.P. Hunt, "Time-lapse photography of the β-Sn/α-Sn allotropic transformation", J. Mater. Sci. Mater. Electron, Vol, 20. pp. 386–391, 2008. https://link.springer.com/article/10.1007/s10854-008-9739-5 ##[21] W. Peng. "An investigation of Sn pest in pure Sn and Sn-based solders", Microelectronics Reliability, Vol. 49, pp. 86-91, 2009. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2008.11.001##[22] W.J. Plumbridge, "Tin pest issues in lead-free electronic solders", J. Electron. Mater, Vol, 18 (1). pp. 307–318, 2007. https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-0-387-48433-4_20 ##[23] B. Cornelius, S. Treivish, Y. Rosenthal, M. Pecht. "The phenomenon of tin pest: A review, Microelectronics Reliability", Vol. 79, pp. 175-192, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.microrel.2017.10.030 ##[24] G. Erdelyi, K. Freitag, H. Mehrer. "Diffusion of tin implanted in aluminium", Philosophical Magazine A, Vol. 63, pp. 1167-1174, 1991. https://doi.org/10.1080/01418619108205575##[25] Book, H. Mehrer. "Diffusion in Solids", Springer series in solid- state sciences, pp. 333- Fig. 19.2, 2007. https://www.springer.com/gp/book/9783540714866 ##[26] Book, H Baker. "Alloy Phase Diagrams", ASM Handbook, Vol. 3, Chap. 2, pp. 44 and 48, 1993.##[27] T.H Lee, Y.J Lee, K.T Park, H.H Nersisyan, H.G Jeong, J.H Lee. "Controlling Al/Cu composit diffusion layer during hydrostatic extrusion by using colloida Ag", Journal of Materials Processing, Vol, 213, pp. 487-494, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.10.001##[28] Aerospace Specification Metals Inc (ASM). (1987). ASM Material Data Sheet- 800 398-4345. Aluminum 2024-T4. ##]29[ خیشه، خ.، خلیلی، خ.، آزادی، م.، ذاکرهندوآبادی، و. (1397). تاثیر بر ریزساختار، خواص مکانیکی، رفتار شکست در همبسته آلومینیم- سیلیسیم- مس بستار. فصلنامه پژوهشی تحقیقات موتور، 5، 55-65.##[30] Book. Mondolfo, L.E. Book (1973). Aluminum Alloys Structure and Properties. Chap, 4-1.##[31] Book. Edgar, A., Starke, J.R. (1989). Treatis on Materials Science and technology. Vol, 31 Chap, 2. Heat- Treatable Aluminum Alloys., 48-55.##[32] NBSIR 83-2669. (NBS/NASA). Ives, L.K., Swartzendruber, L.J., Boettinger, W.J., Rosen, M., Ridder, S.D., Biancaniello, F.S., Reno, R.C., Ballard, D.B., Mehrabian, R. (1983). NBS: Processing/Microstructre/Property relationships in 2024 Aluminum alloy plates. U. S. Department of commerce National Burea of Standards, 7-10.##[33] Saleh, M.I., Khan, T.I., Roven, H.J. (2016). Transient liquid phase bonding of AA-6063 to UNS S32304 using Cu interlayer. Procedia Chemistry, 19, 517–524.##[34] Aerospace Specification Metals Inc (ASM). (1987). ASM Material Data Sheet. 800 398-4345. Aluminum 6061-T6.##[35] O. Fornaro. "Directional Solidification of Sn-Cu6Sn5In Situ Composites", Advances in Materials Science and Engineering, Article ID 9210713 Vol. 2019. https://doi.org/10.1155/2019/9210713 ##[36] J.W. Xian, Z. L.Ma, S.A. Belyakov, M.Ollivier, C.M. Gourlay. "Nucleation of tin on Cu6Sn5 layer in electronic interconnections", Acta Materialia, Available on line xxx, pp. 1-12, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2016.10.008 ##[37] قاسمی، نسرین.، ذکاوتی، رویا.، جمالی شینی، ف. (1396). نانو ذرات نقره- اکسید مس: سنتز بیولوژیکی به وسیله باکتری های استافیوکوکوس اورئوس و سودوموناس استوتزری و بررسی خاصیت آنتی باکتریال آن ها. مجله علمی- پژوهشی زیست شناسی دریا/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، 34، 90-77.##[38] Dharmaraj, D., Krishnamoorthy, M., Rajendran. K., Karuppiah, K., Annamalai, J., Durairaj, K. R., Santhiyagu, P., Ethiraj, E. Accepted Date (21 September 2020). Antibacterial and Cytotoxicity Activities of Biosynthesized Silver Oxide (Ag2O) Nanoparticles Using Bacillus paramycoides. Journal of Drug Delivery Science and Technology, https://doi.org/10.1016/j.jddst.2020.102111 ##[39] Book, A. Somoza, A. Dupasquier. "Fundamentals of Aluminium Metallurgy, Chap. 14: Vacancies in aluminum and solute- vacancy interactions in aluminum alloys", pp. 386-421, 2011. https://doi.org/10.1533/9780857090256.2.386 ##

ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات همجنس و غیرهمجنس فولادهای هواناپذیر و ساده کربنی به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی اکسید کربن Microstructure and mechanical properties of similar and dissimilar welding joints of weathering steel and plain carbon steel by GMAW with CO2 shielding gas 1 1 در این پژوهش، خواص مکانیکی، ریزساختار، و سختی در اتصال فولاد هواناپذیر به فولاد هواناپذیر (همجنس) و فولاد هواناپذیر به فولاد ساده کربنی (غیرهمجنس) به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی­اکسید­کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. از ورق فولاد هواناپذیر با نام تجاری Corten A استفاده شد. فرایند جوشکاری شامل کنترل جریان و ولتاژ، نرخ تزریق سیم جوش، نرخ گاز محافظ، سرعت جوشکاری، پیکربندی اتصالات و میکروساختار بود. ارزیابی خواص مکانیکی، ریزساختار، و عیوب منطقه جوش توسط آزمون‌های کشش، خمش، سختی‌سنجی، متالوگرافی با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ روبشی گسیل میدانی، و رادیوگرافی انجام شد. نتایج نشان داد که ریزساختار منطقه جوش در اتصالات همجنس و غیرهمجنس شامل فریت مرزدانه‌ای، فریت سوزنی و فریت ویدمن­اشتاتن است. استحکام کششی اتصال همجنس 497 مگاپاسکال و غیرهمجنس 303 مگاپاسکال بود. سختی منطقه جوش در اتصال همجنس 210 ویکرز و در اتصال غیرهمجنس 180 ویکرز بود. درمجموع، اتصال همجنس از نظر ریزساختار، نوع و اندازه عیوب جوش، استحکام و سختی منطقه جوش نسبت به اتصال غیرهمجنس برتری دارد. 2 The welding joints were investigated due to the significance of similar welding of Corten A weathering steel and its dissimilar welding with St12 plain carbon steel in industrial applications. The gas metal arc welding (GMAW) technique with carbon dioxide shielding gas was utilized in the present work. The welding process comprised current and voltage control, welding wire injection rate, shielding gas rate, welding speed, connection configuration, and microstructure evolution. Mechanical properties and microstructure evolution in similar and dissimilar joints and weld defects were evaluated by tensile, bending, hardness, metallographic, and radiographic tests. The weld microstructure in similar and dissimilar joints included grain boundary ferrite, acicular ferrite, and WidmanStatten ferrite. The tensile strengths of the similar and dissimilar joints were respectively 497 and 303 MPa. The weld zone hardness was 210 and 180 Vickers for similar and dissimilar joints, respectively. In conclusion, similar welding outperformed dissimilar welding considering weld joint defects, mechanical properties, and microstructure.   17 27 2021/06/162022/02/27 1400/12/8 2021/09/222022/08/9 1401/5/18 مهرداد وطن دوست M. Vatandoost گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، خراسان رضوی، ایران ایران mehrdad.vatandoost@mail.um.ac.ir احسان محمدی زهرانی E. Mohammadi Zahrani گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، خراسان رضوی، ایران ایران ehsanmohamadi@um.ac.ir بهروز بیدختی B. Beidokhti گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، خراسان رضوی، ایران ایران beidokhti@ferdowsi.um.ac.ir علی داودی A. Davoodi گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، خراسان رضوی، ایران ایران a.davodi@um.ac.ir Corten A weathering steel Welding Mechanical properties Microstructure فولاد هواناپذیر Corten A جوشکاری خواص مکانیکی میکروساختار [1] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., Viswanatha Reddy, P., Lakshmi Venkata Sai, L., & Ashok Kumar Reddy, G. (2019). Investigation of microstructural and metallurgical properties of Corten A588 grade steel gtaw joints. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 9(5), 1257–1264. https://doi.org/10.24247/ijmperdoct2019111##[2] Vairamani, V., Mohan, N., Venkatesh, Karthikeyan, S. K., & Sakthivel, M. (2020). Optimization and microstructure analysis of Corten steel joint in mag welding by post heat treatment. Materials Today: Proceedings, 21(xxxx), 673–680. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.737 ##[3] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., Jeswin Arputhabalan, J., Yupendra Kumar, G. R., & Thomas, S. K. (2019). Experimental investigation of Corten A588 filler rod for welding weathering steel. Materials Today: Proceedings, 16, 1233–1238. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.05.219 ##[4] وطن دوست، مهرداد و محمدی زهرانی، احسان و بیدختی، بهروز و داودی، علی (1400). میکرو ساختار و خواص مکانیکی منطقه جوش در اتصال فولاد هواناپذیر Corten A به فولاد ساده کربنی St12به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی اکسید کربن، چهارمین کنفرانس بین‌المللی جوشکاری و آزمایش‌های غیرمخرب و بیست و دومین کنفرانس ملی جوش و بازرسی و یازدهمین کنفرانس ملی آزمایش‌های غیرمخرب، اصفهان، ایران، https://civilica.com/doc/1423743 ##[5] Aramendia, J., Gomez-Nubla, L., Castro, K., Martinez-Arkarazo, I., Vega, D., Sanz López De Heredia, A., García Ibáñez De Opakua, A., & Madariaga, J. M. (2012). Portable Raman study on the conservation state of four CorTen steel-based sculptures by Eduardo Chillida impacted by urban atmospheres. Journal of Raman Spectroscopy, 43(8), 1111–1117. https://doi.org/10.1002/jrs.3158 ##[6] Mansouri, H. (2014). pH effect microbial corrosion of Corten steel and Carbon steel in oily waste water with Pseudomonas Aeruginosa. IOSR Journal of Engineering, 4(1), 28–32. https://doi.org/10.9790/3021-04162832 ##[7] Mansouri, H., Alavi, S. A., & Fotovat, M. (2015). Microbial-Influenced Corrosion of Corten Steel Compared with Carbon Steel and Stainless Steel in Oily Wastewater by Pseudomonas aeruginosa. Jom, 67(7), 1594–1600. https://doi.org/10.1007/s11837-015-1429-1 ##[8] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., & Kaliaraj, G. S. (2019). Mechanical and corrosion behavior of Cu, Cr, Ni and Zn electroplating on Corten A588 steel for scope for betterment in ambient construction applications. Results in Physics, 14, 102437. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102437 ##[9] Sahoo, G., Deva, A., Singh, B., & Sexena, A. (2014). Corrosion Behaviour of High Phosphorus Containing Cu - Cr Weather Resistant Steel. Journal of Metals, Materials and Minerals 24 (2), 1–8. https://doi.org/10.14456/jmmm.2014.9 ##[10] Morcillo, M., Díaz, I., Cano, H., Chico, B., & de la Fuente, D. (2019). Atmospheric corrosion of weathering steels. Overview for engineers. Part I: Basic concepts. Construction and Building Materials, 213, 723–737. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.334 ##[11] Morcillo, M., Díaz, I., Cano, H., Chico, B., & de la Fuente, D. (2019). Atmospheric corrosion of weathering steels. Overview for engineers. Part II: Testing, inspection, maintenance. Construction and Building Materials, 222, 750–765. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.155 ##[12] Ashari, R., Eslami, A., Shamanian, M., & Asghari, S. (2020). Effect of weld heat input on corrosion of dissimilar welded pipeline steels under simulated coating disbondment protected by cathodic protection. Journal of Materials Research and Technology, 9(2), 2136–2145. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.12.044 ##[13] Kangazian, J., & Shamanian, M. (2019). Effect of Pulsed Current on the Microstructure, Mechanical Properties and Corrosion Behavior of Ni-Based Alloy/Super Duplex Stainless Steel Dissimilar Welds. Transactions of the Indian Institute of Metals, 72(9), 2403–2416. https://doi.org/10.1007/s12666-019-01693-1 ##[14] Wu, W., Hu, S., & Shen, J. (2015). Microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of laser welded dissimilar joints between ferritic stainless steel and carbon steel. Materials and Design, 65, 855–861. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.09.064 ##[15] Liu, H., Huang, F., Yuan, W., Hu, Q., Liu, J., Cheng, F. (2020) Essential role of element Si in corrosion resistance of a bridge steel in chloride atmosphere. Corrosion Science, 173, 108758. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108758 ##[16] Huang, C., Huang, F., Liu, H. X., Hu, Q., & Liu, J. (2019). The galvanic effect of high-strength weathering steel welded joints and its influence on corrosion resistance. Corrosion Engineering Science and Technology, 54 (7), 556–566. https://doi.org/10.1080/1478422X.2019.1636484 ##[17] Vairamani, V., Mohan, N., Venkatesh, S., Karthikeyan, K., Sakthivel, M. (2020) Optimization and microstructure analysis of Corten steel joint in mag welding by post heat treatment. Materials Today: Proceedings, 21(1), 673-680. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.737##[1] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., Viswanatha Reddy, P., Lakshmi Venkata Sai, L., & Ashok Kumar Reddy, G. (2019). Investigation of microstructural and metallurgical properties of Corten A588 grade steel gtaw joints. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 9(5), 1257–1264. https://doi.org/10.24247/ijmperdoct2019111##[2] Vairamani, V., Mohan, N., Venkatesh, Karthikeyan, S. K., & Sakthivel, M. (2020). Optimization and microstructure analysis of Corten steel joint in mag welding by post heat treatment. Materials Today: Proceedings, 21(xxxx), 673–680. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.737 ##[3] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., Jeswin Arputhabalan, J., Yupendra Kumar, G. R., & Thomas, S. K. (2019). Experimental investigation of Corten A588 filler rod for welding weathering steel. Materials Today: Proceedings, 16, 1233–1238. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.05.219 ##]4[ وطن دوست، مهرداد و محمدی زهرانی، احسان و بیدختی، بهروز و داودی، علی (1400). میکرو ساختار و خواص مکانیکی منطقه جوش در اتصال فولاد هواناپذیر Corten A به فولاد ساده کربنی St12به روش جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ دی اکسید کربن، چهارمین کنفرانس بین‌المللی جوشکاری و آزمایش‌های غیرمخرب و بیست و دومین کنفرانس ملی جوش و بازرسی و یازدهمین کنفرانس ملی آزمایش‌های غیرمخرب، اصفهان، ایران، https://civilica.com/doc/1423743 ## [5] Aramendia, J., Gomez-Nubla, L., Castro, K., Martinez-Arkarazo, I., Vega, D., Sanz López De Heredia, A., García Ibáñez De Opakua, A., & Madariaga, J. M. (2012). Portable Raman study on the conservation state of four CorTen steel-based sculptures by Eduardo Chillida impacted by urban atmospheres. Journal of Raman Spectroscopy, 43(8), 1111–1117. https://doi.org/10.1002/jrs.3158 ##[6] Mansouri, H. (2014). pH effect microbial corrosion of Corten steel and Carbon steel in oily waste water with Pseudomonas Aeruginosa. IOSR Journal of Engineering, 4(1), 28–32. https://doi.org/10.9790/3021-04162832 ##[7] Mansouri, H., Alavi, S. A., & Fotovat, M. (2015). Microbial-Influenced Corrosion of Corten Steel Compared with Carbon Steel and Stainless Steel in Oily Wastewater by Pseudomonas aeruginosa. Jom, 67(7), 1594–1600. https://doi.org/10.1007/s11837-015-1429-1 ##[8] Deepak, J. R., Bupesh Raja, V. K., & Kaliaraj, G. S. (2019). Mechanical and corrosion behavior of Cu, Cr, Ni and Zn electroplating on Corten A588 steel for scope for betterment in ambient construction applications. Results in Physics, 14, 102437. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102437 ##[9] Sahoo, G., Deva, A., Singh, B., & Sexena, A. (2014). Corrosion Behaviour of High Phosphorus Containing Cu - Cr Weather Resistant Steel. 24(2), 1–7. https://doi.org/10.14456/jmmm.2014.9 ##[10] Morcillo, M., Díaz, I., Cano, H., Chico, B., & de la Fuente, D. (2019). Atmospheric corrosion of weathering steels. Overview for engineers. Part I: Basic concepts. Construction and Building Materials, 213, 723–737. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.334 ##[11] Morcillo, M., Díaz, I., Cano, H., Chico, B., & de la Fuente, D. (2019). Atmospheric corrosion of weathering steels. Overview for engineers. Part II: Testing, inspection, maintenance. Construction and Building Materials, 222, 750–765. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.155 ##[12] Ashari, R., Eslami, A., Shamanian, M., & Asghari, S. (2020). Effect of weld heat input on corrosion of dissimilar welded pipeline steels under simulated coating disbondment protected by cathodic protection. Journal of Materials Research and Technology, 9(2), 2136–2145. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.12.044 ##[13] Kangazian, J., & Shamanian, M. (2019). Effect of Pulsed Current on the Microstructure, Mechanical Properties and Corrosion Behavior of Ni-Based Alloy/Super Duplex Stainless Steel Dissimilar Welds. Transactions of the Indian Institute of Metals, 72(9), 2403–2416. https://doi.org/10.1007/s12666-019-01693-1 ##[14] Wu, W., Hu, S., & Shen, J. (2015). Microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of laser welded dissimilar joints between ferritic stainless steel and carbon steel. Materials and Design, 65, 855–861. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.09.064 ##[15] Verma, J., & Taiwade, R. V. (2017). Effect of welding processes and conditions on the Microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of duplex stainless steel weldments—A review. Journal of Manufacturing Processes, 25, 134–152. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2016.11.003 ##[16] Huang, C., Huang, F., Liu, H. X., Hu, Q., & Liu, J. (2019). The galvanic effect of high-strength weathering steel welded joints and its influence on corrosion resistance. Corrosion Engineering Science and Technology, 54(7), 556–566. https://doi.org/10.1080/1478422X.2019.1636484 ##

اثر نسبت سرعت دورانی ابزار به سرعت خطی و تعداد پاس جوشکاری بر پایداری حرارتی-مکانیکی آلومینیوم تغییر شکل پلاستیک شدید داده شده جوشکاری شده با فرایند اصطکاکی-تلاطمی و پودر هیبریدی آلومینا/گرافیت The effect of rotation speed to traverse speed ratio and number of welding passes on thermo-mechanical stability of severely plastic deformed aluminum joined by friction stir welding and graphite/Al2O3 hybrid powder 1 1 در این پژوهش، پایداری حرارتی-مکانیکی آلومینیوم 1050 که در ابتدا تحت دو پاس فرایند پرس‌کاری در قالب شیاردار محدودشده قرار گرفت، نسبت به جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی با بکارگیری پودر هیبریدی (%50 حجمی پودر میکرومتری گرافیت و %50 حجمی پودر نانومتری α-Al2O3) توسط بررسی تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آن ارزیابی شد. به منظور دستیابی به بیشترین خواص مکانیکی نهایی قطعات جوشکاری شده، متغیرهای متفاوتی از فرایند FSW به کار گرفته شد. انجام فرایند FSW در یک و چند پاس و نیز در نسبت‌های متفاوت از سرعت دورانی (ω) به سرعت خطی (v)، متغیر‌های جوشکاری در این پژوهش بودند. همچنین برای ارزیابی اثر پودرها بر خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی، بعضی از ورق‌های CGP شده بدون پودر جوشکاری شدند. در کنار مشاهدات میکروسکوپ نوری و میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، آزمون میکروسختی ویکرز و آزمون کشش عرضی برای بررسی خواص مکانیکی مناطق جوش انجام شد. مشخص شد اثرگذاری پودر گرافیت به عنوان ذرات روان‌کننده در اتصالات به طور قابل توجهی از متغیر‌های جوشکاری پیروی می‌کند. به طوری‌که استفاده از پودر گرافیت در فرایند جوشکاری بیشینه دمای  فرایند را تا ℃  224 کاهش داد، در حالی‌که در شرایط مشابه جوشکاری و بدون استفاده از پودر هیبریدی، بیشینه دمای  فرایند℃  489 گزارش شد. از این‌رو پایداری حرارتی-مکانیکی نمونه‌های تغییر شکل پلاستیک شدید افزایش پیدا کرد، و خواص مکانیکی این ورق‌ها بهبود قابل توجه‌ای یافت. با این وجود، این پودر به علت همین ویژگی ذاتی، و به عبارتی تضعیف سیلان ماده، منجر به تخریب خواص مکانیکی ماده نیز شد. علاوه بر این هر دو پودر استفاده شده باعث ایجاد مکانیزم‌های استحکام بخشی مانند پین کردن مرزدانه‌ها و جوانه‌زنی متاثر از ذرات شدند. با این حال این نتیجه حاصل شد که توزیع یکنواخت ذرات، که از طریق افزایش نسبت ω/v فراهم می‌شود، به طور قابل توجهی باعث بهبود اثر بخشی پودر‌ها در ریزساختار شده و خواص مکانیکی نهایی را افزایش می‌دهد. همچنین مشاهده شد جوش سالم تنها با افزایش تعداد پاس جوشکاری، و به دلیل سیلان بهتر ماده و حذف حفرات ایجاد می‌شود، به طوری‌که با افزایش استحکام کششی تا MPa 101 بیشترین بازدهی (%80~) با جوشکاری در نسبت r/mm 70 ω/v = در سه پاس بدست آمد.   2 In this study, thermo-mechanical stability of two-pass constrained groove pressing (CGP) AA1050 sheets towards friction stir welding (FSW) employing hybrid powder (%50vol. micrometric graphite powder+%50vol. α-Al2O3 nanoparticles) was investigated by examining its microstructural evolutions and mechanical properties. FSW was carried out via different process variables in order to reach the highest ultimate mechanical properties of joints. The welding variables employed in this study were single-pass and multi-pass FSW, and different rotation speed to traverse speed ratios (ω/v) were. In order to appraise the powder effect on mechanical properties in the fabricated hybrid metal matrix composite (HMMC), some CGPed sheets were also welded with no powder. Besides optical microscopy and field emission scanning electron microscopy (FESEM) observations, Vickers microhardness and transverse tensile tests were conducted to examine mechanical properties of the weld zone. It was revealed that the effect of graphite powder as a solid lubricant was substantially influenced by the welding variables. More precisely, by employing graphite powder during the FSW, the peak temperature decreased to 224 ℃, while the peak temperature of 489 ℃ was resulted by welding without any powder. Thus, the thermo-mechanical stability of CGPed aluminum and their mechanical properties were enhanced. On the other hand, graphite powder can be responsible for mechanical properties drop due to deteriorating material flow. In addition, different strengthening mechanisms, including grain boundary Zener-pinning and particulate stimulated nucleation (PSN) mechanism, were provided and governed by both powders. However, increasing the ω/v ratio was a practical approach to obtain uniform powder distribution, and consequently, to attain ultimate mechanical properties. Moreover, weld soundness was perceived to be achievable by increasing the number of FSW passes due to eliminating the cavities and improved material flow, resulting in an ultimate tensile strength of 101 MPa, as an optimum efficiency of ~ %80, in three-pass FSW at ω/v=70.   29 46 2021/06/162022/02/272022/02/27 1400/12/8 2021/09/222022/08/92022/08/9 1401/5/18 سید عزت الله موسوی S.E. Moosavi دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. ایران s.e.mousavie76@gmail.com مجتبی موحدی M. Movahedi دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. ایران m_movahedi@sharif.edu محسن کاظمی نژاد M. Kazeminezhad دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. ایران mkazemi@sharif.edu Severe plastic deformation Friction stir welding Hybrid metal matrix composite Solid lubricant Thermo-mechanical stability Mechanical properties تغییر شکل پلاستیک شدید جوشکاری اصطکاکی-تلاطمی کامپوزیت هیبریدی زمینه فلزی ذرات روان‌کننده پایداری حرارتی-مکانیکی خواص مکانیکی [1] X. Sauvage, G. Wilde, S. V. Divinski, Z. Horita, R.Z. Valiev, Mater. Sci. Eng. A 540 (2012) 1–12.##[2] A. Azushima, R. Kopp, A. Korhonen, D.Y. Yang, F. Micari, G.D. Lahoti, P. Groche, J. Yanagimoto, N. Tsuji, A. Rosochowski, A. Yanagida, 57 (2008) 716–735.##[3] M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A 324 (2002) 82–89.##[4] Y.T. Zhu, T.C. Lowe, Mater. Sci. Eng. A 291 (2000) 46–53.##[5] D.H. Shin, J.J. Park, Y.S. Kim, K.T. Park, Mater. Sci. Eng. A 328 (2002) 98–103.##[6] X. Huang, N. Tsuji, N. Hansen, Y. Minamino, Mater. Sci. Eng. A 340 (2003) 265–271.##[7] A.K. Gupta, T.S. Maddukuri, S.K. Singh, Prog. Mater. Sci. 84 (2016) 403–462.##[8] J. Zrnik, T. Kovarik, Z. Novy, M. Cieslar, Mater. Sci. Eng. A 503 (2009) 126–129.##[9] F. Khodabakhshi, M. Haghshenas, H. Eskandari, B. Koohbor, Mater. Sci. Eng. A 636 (2015) 331–339.##[10] Y. Sun, H. Fujii, Y. Takada, N. Tsuji, K. Nakata, K. Nogi, Mater. Sci. Eng. A 527 (2009) 317–321.##[11] R.S. Mishra, Z.Y. Ma, Mater. Sci. Eng. R Reports 50 (2005) 1–78.##[12] R. Rai, A. De, H.K.D.H. Bhadeshia, T. DebRoy, Sci. Technol. Weld. Join. 16 (2011) 325–342.##[13] W.M. Thomas, E.D. Nicholas, J.C. Needham, M.G. Murch, P. Temple-Smith, C.J. Dawes, Friction-Stir Butt Welding, GB Patent No. 9125978.8, International patent application No. PCT/GB92/02203, 1991.##[14] K. Zhao, Z. Liu, B. Xiao, Z. Ma, J. Mater. Sci. Technol. 33 (2017) 1004–1008.##[15] Y.S. Sato, Y. Kurihara, S.H.C. Park, H. Kokawa, N. Tsuji, Scr. Mater. 50 (2004) 57–60.##[16] X. Meng, Y. Huang, J. Cao, J. Shen, J.F. dos Santos, Prog. Mater. Sci. 115 (2021) 100706.##[17] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 45 (2013) 222–227.##[18] A. Heidarzadeh, S. Mironov, R. Kaibyshev, G. Çam, A. Simar, A. Gerlich, F. Khodabakhshi, A. Mostafaei, D.P. Field, J.D. Robson, A. Deschamps, P.J. Withers, Prog. Mater. Sci. 117 (2020) 100752.##[19] R.P. Mahto, M. Rout, S.K. Pal, Mater. Chem. Phys. 273 (2021) 125081.##[20] R.S. Mishra, Z.Y. Ma, I. Charit, Mater. Sci. Eng. A 341 (2003) 307–310.##[21] G. Faraji, P. Asadi, Mater. Sci. Eng. A 528 (2011) 2431–2440.##[22] E. Moustafa, Materials (Basel). 10 (2017).##[23] H. Jafari, H. Mansouri, M. Honarpisheh, J. Manuf. Process. 43 (2019) 145–153.##[24] F. Khodabakhshi, A. Simchi, A.H. Kokabi, Surf. Coatings Technol. 309 (2017) 114–123.##[25] O.S. Salih, H. Ou, X. Wei, W. Sun, Mater. Sci. Eng. A 742 (2019) 78–88.##[26] H. Sarmadi, A.H. Kokabi, S.M.S. Reihani, Wear 304 (2013) 1–12.##[27] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Sci. Eng. A 602 (2014) 110–118.##[28] E.B. Moustafa, A. Melaibari, M. Basha, Ceram. Int. 46 (2020) 16938–16943.##[29] F. Karpasand, A. Abbasi, M. Ardestani, Surf. Coatings Technol. 390 (2020) 125680.##[30] R. Palanivel, I. Dinaharan, R.F. Laubscher, J.P. Davim, Mater. Des. 106 (2016) 195–204.##[31] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 40 (2012) 364–372.##[32] M. Farshbaf Ahmadipour, M. Movahedi, A.H. Kokabi, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 50 (2019) 2443–2461.##[33] F. Khodabakhshi, A. Simchi, A.H. Kokabi, A.P. Gerlich, Mater. Sci. Eng. A 666 (2016) 225–237.##[34] M. Azizieh, A.H. Kokabi, P. Abachi, Mater. Des. 32 (2011) 2034–2041.##[35] G. Huang, W. Hou, Y. Shen, Mater. Charact. 138 (2018) 26–37.##[36] G.K. Padhy, C.S. Wu, S. Gao, J. Mater. Sci. Technol. 34 (2018) 1–38.##[37] V. Pratap, S. Kumar, A. Ranjan, B. Kuriachen, Integr. Med. Res. 9 (2020) 6217–6256.##[38] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 80 (2015) 41–50.##[39] W. Xu, Y. Luo, W. Zhang, M. Fu, J. Mater. Sci. Technol. 34 (2018) 173–184.##[40] H.J. Zhang, S.L. Sun, H.J. Liu, Z. Zhu, Y.L. Wang, J. Manuf. Process. 60 (2020) 544–552.##[41] V. V. Patel, V. Badheka, A. Kumar, Metallogr. Microstruct. Anal. 5 (2016) 278–293.##[42] J.Q. Su, T.W. Nelson, R. Mishra, M. Mahoney, Acta Mater. 51 (2003) 713–729.##[43] N. Kumar, A. Das, S.B. Prasad, Mater. Today Proc. (2020).##[44] B. Li, Y. Shen, L. Luo, W. Hu, Mater. Sci. Eng. A 574 (2013) 75–85.##[45] O.S. Salih, H. Ou, W. Sun, D.G. McCartney, Mater. Des. 86 (2015) 61–71.##[46] J. Qian, J. Li, J. Xiong, F. Zhang, X. Lin, Mater. Sci. Eng. A 550 (2012) 279–285.##[47] G. Chen, H. Li, G. Wang, Z. Guo, S. Zhang, Q. Dai, X. Wang, G. Zhang, Q. Shi, Int. J. Mach. Tools Manuf. 124 (2018) 12–21.##[48] M. Nazari, H. Eskandari, F. Khodabakhshi, Surf. Coatings Technol. 377 (2019) 124914.##[49] N.K. Babu, K. Kallip, M. Leparoux, K.A. Alogab, G.M. Reddy, M.K. Talari, Mater. Sci. Eng. A 658 (2016) 109–122.##[50] Z.Y. Ma, A.H. Feng, D.L. Chen, J. Shen, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 43 (2018) 269–333.##[51] A. Kurt, I. Uygur, E. Cete, J. Mater. Process. Technol. 211 (2011) 313–317.##[52] D.J. Lloyd, Int. Mater. Rev. 39 (1994) 1–23.##[53] D. Aruri, K. Adepu, K. Adepu, K. Bazavada, J. Mater. Res. Technol. 2 (2013) 362–369.##[54] K. V. Jata, K.K. Sankaran, J.J. Ruschau, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 31 (2000) 2181–2192.##[55] K. Huang, R.E. Logé, Mater. Des. 111 (2016) 548–574.##[1] X. Sauvage, G. Wilde, S. V. Divinski, Z. Horita, R.Z. Valiev, Mater. Sci. Eng. A 540 (2012) 1–12.##[2] A. Azushima, R. Kopp, A. Korhonen, D.Y. Yang, F. Micari, G.D. Lahoti, P. Groche, J. Yanagimoto, N. Tsuji, A. Rosochowski, A. Yanagida, 57 (2008) 716–735.##[3] M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, T.G. Langdon, Mater. Sci. Eng. A 324 (2002) 82–89.##[4] Y.T. Zhu, T.C. Lowe, Mater. Sci. Eng. A 291 (2000) 46–53.##[5] D.H. Shin, J.J. Park, Y.S. Kim, K.T. Park, Mater. Sci. Eng. A 328 (2002) 98–103.##[6] X. Huang, N. Tsuji, N. Hansen, Y. Minamino, Mater. Sci. Eng. A 340 (2003) 265–271.##[7] A.K. Gupta, T.S. Maddukuri, S.K. Singh, Prog. Mater. Sci. 84 (2016) 403–462.##[8] J. Zrnik, T. Kovarik, Z. Novy, M. Cieslar, Mater. Sci. Eng. A 503 (2009) 126–129.##[9] F. Khodabakhshi, M. Haghshenas, H. Eskandari, B. Koohbor, Mater. Sci. Eng. A 636 (2015) 331–339.##[10] Y. Sun, H. Fujii, Y. Takada, N. Tsuji, K. Nakata, K. Nogi, Mater. Sci. Eng. A 527 (2009) 317–321.##[11] R.S. Mishra, Z.Y. Ma, Mater. Sci. Eng. R Reports 50 (2005) 1–78.##[12] R. Rai, A. De, H.K.D.H. Bhadeshia, T. DebRoy, Sci. Technol. Weld. Join. 16 (2011) 325–342.##[13] W.M. Thomas, E.D. Nicholas, J.C. Needham, M.G. Murch, P. Temple-Smith, C.J. Dawes, Friction-Stir Butt Welding, GB Patent No. 9125978.8, International patent application No. PCT/GB92/02203, 1991.##[14] K. Zhao, Z. Liu, B. Xiao, Z. Ma, J. Mater. Sci. Technol. 33 (2017) 1004–1008.##[15] Y.S. Sato, Y. Kurihara, S.H.C. Park, H. Kokawa, N. Tsuji, Scr. Mater. 50 (2004) 57–60.##[16] X. Meng, Y. Huang, J. Cao, J. Shen, J.F. dos Santos, Prog. Mater. Sci. 115 (2021) 100706.##[17] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 45 (2013) 222–227.##[18] A. Heidarzadeh, S. Mironov, R. Kaibyshev, G. Çam, A. Simar, A. Gerlich, F. Khodabakhshi, A. Mostafaei, D.P. Field, J.D. Robson, A. Deschamps, P.J. Withers, Prog. Mater. Sci. 117 (2020) 100752.##[19] R.P. Mahto, M. Rout, S.K. Pal, Mater. Chem. Phys. 273 (2021) 125081.##[20] R.S. Mishra, Z.Y. Ma, I. Charit, Mater. Sci. Eng. A 341 (2003) 307–310.##[21] G. Faraji, P. Asadi, Mater. Sci. Eng. A 528 (2011) 2431–2440.##[22] E. Moustafa, Materials (Basel). 10 (2017).##[23] H. Jafari, H. Mansouri, M. Honarpisheh, J. Manuf. Process. 43 (2019) 145–153.##[24] F. Khodabakhshi, A. Simchi, A.H. Kokabi, Surf. Coatings Technol. 309 (2017) 114–123.##[25] O.S. Salih, H. Ou, X. Wei, W. Sun, Mater. Sci. Eng. A 742 (2019) 78–88.##[26] H. Sarmadi, A.H. Kokabi, S.M.S. Reihani, Wear 304 (2013) 1–12.##[27] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Sci. Eng. A 602 (2014) 110–118.##[28] E.B. Moustafa, A. Melaibari, M. Basha, Ceram. Int. 46 (2020) 16938–16943.##[29] F. Karpasand, A. Abbasi, M. Ardestani, Surf. Coatings Technol. 390 (2020) 125680.##[30] R. Palanivel, I. Dinaharan, R.F. Laubscher, J.P. Davim, Mater. Des. 106 (2016) 195–204.##[31] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 40 (2012) 364–372.##[32] M. Farshbaf Ahmadipour, M. Movahedi, A.H. Kokabi, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 50 (2019) 2443–2461.##[33] F. Khodabakhshi, A. Simchi, A.H. Kokabi, A.P. Gerlich, Mater. Sci. Eng. A 666 (2016) 225–237.##[34] M. Azizieh, A.H. Kokabi, P. Abachi, Mater. Des. 32 (2011) 2034–2041.##[35] G. Huang, W. Hou, Y. Shen, Mater. Charact. 138 (2018) 26–37.##[36] G.K. Padhy, C.S. Wu, S. Gao, J. Mater. Sci. Technol. 34 (2018) 1–38.##[37] V. Pratap, S. Kumar, A. Ranjan, B. Kuriachen, Integr. Med. Res. 9 (2020) 6217–6256.##[38] M.S. Khorrami, M. Kazeminezhad, A.H. Kokabi, Mater. Des. 80 (2015) 41–50.##[39] W. Xu, Y. Luo, W. Zhang, M. Fu, J. Mater. Sci. Technol. 34 (2018) 173–184.##[40] H.J. Zhang, S.L. Sun, H.J. Liu, Z. Zhu, Y.L. Wang, J. Manuf. Process. 60 (2020) 544–552.##[41] V. V. Patel, V. Badheka, A. Kumar, Metallogr. Microstruct. Anal. 5 (2016) 278–293.##[42] J.Q. Su, T.W. Nelson, R. Mishra, M. Mahoney, Acta Mater. 51 (2003) 713–729.##[43] N. Kumar, A. Das, S.B. Prasad, Mater. Today Proc. (2020).##[44] B. Li, Y. Shen, L. Luo, W. Hu, Mater. Sci. Eng. A 574 (2013) 75–85.##[45] O.S. Salih, H. Ou, W. Sun, D.G. McCartney, Mater. Des. 86 (2015) 61–71.##[46] J. Qian, J. Li, J. Xiong, F. Zhang, X. Lin, Mater. Sci. Eng. A 550 (2012) 279–285.##[47] G. Chen, H. Li, G. Wang, Z. Guo, S. Zhang, Q. Dai, X. Wang, G. Zhang, Q. Shi, Int. J. Mach. Tools Manuf. 124 (2018) 12–21.##[48] M. Nazari, H. Eskandari, F. Khodabakhshi, Surf. Coatings Technol. 377 (2019) 124914.##[49] N.K. Babu, K. Kallip, M. Leparoux, K.A. Alogab, G.M. Reddy, M.K. Talari, Mater. Sci. Eng. A 658 (2016) 109–122.##[50] Z.Y. Ma, A.H. Feng, D.L. Chen, J. Shen, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 43 (2018) 269–333.##[51] A. Kurt, I. Uygur, E. Cete, J. Mater. Process. Technol. 211 (2011) 313–317.##[52] D.J. Lloyd, Int. Mater. Rev. 39 (1994) 1–23.##[53] D. Aruri, K. Adepu, K. Adepu, K. Bazavada, J. Mater. Res. Technol. 2 (2013) 362–369.##[54] K. V. Jata, K.K. Sankaran, J.J. Ruschau, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 31 (2000) 2181–2192.##[55] K. Huang, R.E. Logé, Mater. Des. 111 (2016) 548–574. ##

بررسی ریزساختار و خواص فیزیکی لحیم نانوکامپوزیتی حاوی درصدهای مختلف نانو صفحات گرافن (SAC0307+GNSs) Investigation of microstructure and physical properties in nanocomposite solder reinforced with various percent of graphene nanosheets (SAC0307+GNSs) 1 1 با توسعه و پیشرفت صنایع الکترونیکی، اهمیت افزایش بهره‌وری مدارات الکترونیکی و همچنین حذف سرب از مدارات الکترونیکی بدلایل زیست محیطی، چالش بزرگی در زمینه طراحی و توسعه لحیم‌های نرم بدون سرب بر پایه قلع و با خواص فیزیکی و مکانیکی نزدیک به آلیاژهای قلع-سرب قدیمی ایجاد گردید. در همین راستا مجموعه آلیاژهای  Sn-Ag-Cuبا ترکیب یوتکتیک و ترکیبات نزدیک به آن، به عنوان آلیاژهای پیشنهادی جهت جایگزینی لحیم‌های  Pb-Snمطرح شده‌اند. به عنوان یک آلیاژ لحیم بدون سرب، نقطه ذوب پایین، قابلیت اطمینان بالای اتصالات و سازگاری با انواع فلاکس‌ها از جمله خواص این دسته از آلیاژهاست. به جهت بهبود خواص اتصال حاصل از لحیم‌کاری با این آلیاژها، از فرایند کامپوزیتی کردن با نانو ذرات مختلف استفاده می‌شود. در این پژوهش، از لحیم نرم با ترکیب  Sn0.3Ag0.7Cu تقویت شده با نانوصفحات گرافن با درصد وزنی‌های مختلف (2/0،م1/0،م05/0و0)، استفاده شد. به جهت مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید. آزمون‌های فیزیکی از جمله اندازه‌گیری نقطه ذوب، ترشوندگی و مقاومت الکتریکی به جهت بررسی میزان اطمینان به آلیاژ لحیم، انجام شد.  براساس نتایج بدست آمده با افزودن نانوصفحات گرافن زاویه ترشوندگی لحیم ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. این پارامتر در مورد نمونه لحیم حاوی%1/0 نانوصفحات گرافن با %10 کاهش حد بهینه را نشان می‌دهد. نقطه ذوب آلیاژ لحیم نیز با افزایش درصد نانوصفحات گرافن تغییر قابل توجهی را نشان نداد. علاوه بر این، با افزودن نانوصفحات گرافن، ضخامت ترکیبات بین فلزی Cu6Sn5 موجود در فصل مشترک اتصال بین مس و لحیم، %30 کاهش را در مورد نمونه حاوی %1/0 گرافن نسبت به نمونه بدون گرافن نشان داد.   2 Development of electronic industries, compression of electronic equipment, and removing lead from electronic circuits for environmental issues, resulted in a significant challenge in design and development of tin-based lead-free solders with physical and mechanical properties similar to old tin-lead alloys. In this regard, the set of Sn-Ag-Cu alloys with eutectic and near eutectic compositions have been proposed to replace Sn-Pb solders. As a lead-free solder alloy, low melting point, high reliability, and compatibility with various fluxes are among the properties of this category of alloys. In order to improve the properties of the joint, these solders are sometimes reinforced with different nanoparticles. In this study, Sn0.3Ag0.7Cu compound reinforced with graphene nanosheets with different weight percentages (0, 0.05, 0.1, and 0.2) was studied. Microstructure of the alloys was investigated by scanning electron microscopy(SEM) and optical microscopy. Melting temperature, wetting behavior and electrical resistivity of the solders were evaluated. According to the results, by adding graphene nanosheets, the wetting angle of the solder first decreased and then increased. This parameter showed the optimal amount for sample containing %0.1 graphene nanosheets with a %10 reduction. The melting point and electrical resistance of the solder alloy did not change significantly with compositing. With the addition of graphene nanosheets, the thickness of the intermetallic compounds Cu6Sn5 present at the interface between copper and solder was reduced up to %30.   47 58 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/15 1400/12/24 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/9 1401/5/18 سجاد ازغندی راد S. Azghandirad دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف. ایران sajjadazghandi74@gmail.com مجتبی موحدی M. Movahedi دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف. ایران m_movahedi@sharif.edu امیرحسین کوکبی A. Kokabi دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف. ایران kokabi@sharif.edu معین تمیزی M. Tamizi دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف. ایران mtep127@gmail.com Lead free solder Graphene nanosheets Intermetallic compounds Physical Properties Wetting. لحیم نرم نانوکامپوزیتی نانوصفحات گرافن ترکیبات بین فلزی خواص فیزیکی ترشوندگی. 1. Chan, Y.C. and Yang, D., 2010. Failure mechanisms of solder interconnects under current stressing in advanced electronic packages. Progress in Materials Science, 55(5), pp.428-475.##2. Shen, J. and Chan, Y.C., 2009. Research advances in nano-composite solders. Microelectronics Reliability, 49(3), pp.223-234.##3. Guo, F., 2006. Composite lead-free electronic solders. In Lead-Free Electronic Solders (pp. 129-145). Springer, Boston, MA.##4. Subramanian, K.N., 2007. Lead-free electronic solders-Preface.##5. Wu, C.L. and Wong, Y.W., 2006. Rare-earth additions to lead-free electronic solders. In Lead-Free Electronic Solders (pp. 77-91). Springer, Boston, MA.##6. Manko, H.H. and Rafanelli, A.J., 2002. Solders and Soldering.##7. Abtew, M. and Selvaduray, G., 2000. Lead-free solders in microelectronics. Materials Science and Engineering: R: Reports, 27(5-6), pp.95-141.##8. Lau, J.H. and Lee, N.C., 2020. Assembly and Reliability of Lead-Free Solder Joints. Springer Nature.##9. Lee, C., Wei, X., Kysar, J.W. and Hone, J., 2008. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. science, 321(5887), pp.385-388.##10. Humpston, G. and Jacobson, D.M. eds., 2004. Principles of soldering. ASM international.##11. Yin, L., Zhang, Z., Zuo, C., Fang, N., Yao, Z. and Su, Z., 2020. Microstructures and properties of Sn–0.3 Ag–0.7 Cu solder doped with graphene nanosheets. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(3), pp.1861-1867.##12. Lv, Y., Yang, W., Mao, J., Li, Y., Zhang, X. and Zhan, Y., 2020. Effect of graphene nano-sheets additions on the density, hardness, conductivity, and corrosion behavior of Sn–0.7 Cu solder alloy. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(1), pp.202-211.##13. Yu, D.Q., Zhao, J. and Wang, L., 2004. Improvement on the microstructure stability, mechanical and wetting properties of Sn–Ag–Cu lead-free solder with the addition of rare earth elements. Journal of alloys and compounds, 376(1-2), pp.170-175.##14. Vadukumpully, S., Paul, J., Mahanta, N. and Valiyaveettil, S., 2011. Flexible conductive graphene/poly (vinyl chloride) composite thin films with high mechanical strength and thermal stability. Carbon, 49(1), pp.198-205.##15. Zhao, X., Zhang, Q., Chen, D. and Lu, P., 2010. Enhanced mechanical properties of graphene-based poly (vinyl alcohol) composites. Macromolecules, 43(5), pp.2357-23.##1. Chan, Y.C. and Yang, D., 2010. Failure mechanisms of solder interconnects under current stressing in advanced electronic packages. Progress in Materials Science, 55(5), pp.428-475.##2. Shen, J. and Chan, Y.C., 2009. Research advances in nano-composite solders. Microelectronics Reliability, 49(3), pp.223-234.##3. Guo, F., 2006. Composite lead-free electronic solders. In Lead-Free Electronic Solders (pp. 129-145). Springer, Boston, MA.##4. Subramanian, K.N., 2007. Lead-free electronic solders-Preface.##5. Wu, C.L. and Wong, Y.W., 2006. Rare-earth additions to lead-free electronic solders. In Lead-Free Electronic Solders (pp. 77-91). Springer, Boston, MA.##6. Manko, H.H. and Rafanelli, A.J., 2002. Solders and Soldering.##7. Abtew, M. and Selvaduray, G., 2000. Lead-free solders in microelectronics. Materials Science and Engineering: R: Reports, 27(5-6), pp.95-141.##8. Lau, J.H. and Lee, N.C., 2020. Assembly and Reliability of Lead-Free Solder Joints. Springer Nature.##9. Lee, C., Wei, X., Kysar, J.W. and Hone, J., 2008. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. science, 321(5887), pp.385-388.##10. Humpston, G. and Jacobson, D.M. eds., 2004. Principles of soldering. ASM international.##11. Yin, L., Zhang, Z., Zuo, C., Fang, N., Yao, Z. and Su, Z., 2020. Microstructures and properties of Sn–0.3 Ag–0.7 Cu solder doped with graphene nanosheets. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(3), pp.1861-1867.##12. Lv, Y., Yang, W., Mao, J., Li, Y., Zhang, X. and Zhan, Y., 2020. Effect of graphene nano-sheets additions on the density, hardness, conductivity, and corrosion behavior of Sn–0.7 Cu solder alloy. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(1), pp.202-211.##13. Yu, D.Q., Zhao, J. and Wang, L., 2004. Improvement on the microstructure stability, mechanical and wetting properties of Sn–Ag–Cu lead-free solder with the addition of rare earth elements. Journal of alloys and compounds, 376(1-2), pp.170-175.##14. Vadukumpully, S., Paul, J., Mahanta, N. and Valiyaveettil, S., 2011. Flexible conductive graphene/poly (vinyl chloride) composite thin films with high mechanical strength and thermal stability. Carbon, 49(1), pp.198-205.##15. Zhao, X., Zhang, Q., Chen, D. and Lu, P., 2010. Enhanced mechanical properties of graphene-based poly (vinyl alcohol) composites. Macromolecules, 43(5), pp.2357-23. ##

بررسی ریزساختاری فصل مشترک Ti/3YSZ در اتصال نفوذی NI 105/Ni/Nb/Ti/3YSZ Microstructural study of Ti/3YSZ interface in NI 105/Ni/Nb/Ti/3YSZ diffusion bonding 1 1 در این پژوهش اتصال نفوذی سرامیک زیرکونیای پایدار شده با ایتریم اکسید به سوپرآلیاژ نایمونیک 105 با استفاده از لایه میانی چندتایی Ti/Nb/Ni انجام شد. اتصال با استفاده از روش جرقه پلاسمایی در اتمسفر خلاء و در دماها و زمان­های مختلف انجام گردید. به منظور بررسی ریزساختار در شرایط مختلف از میکروسکوپ نوری، SEM و FESEM مجهز به EDS استفاده شد. نتایج نشان­داد که ناحیه بحرانی اتصال، فصل مشترک Ti/3YSZ بوده و در تمامی شرایط اتصال در فصل مشترک­های Ti/Nb، Nb/Ni و Ni/NI 105 برقرار شده است. مشاهدات ریزساختاری نشان داد که در تمامی شرایط دمایی و زمانی اتصال، در فصل مشترک Ti/3YSZ دو ناحیه مجزا شامل Ti3O و (Zr,Ti)2O (به دلیل اختلاف در عمق نفوذ عناصر Ti، Zr و O) تشکیل گردیده و با افزایش دما و زمان اتصال ضخامت این نواحی افزایش یافته است. بررسی­های ریزساختاری مشخص نمود که اتصال در شرایط دمایoC 900 و زمان 30 دقیقه فاقد هرگونه ترک و ناپیوستگی بوده و در اثر نفوذ خوب اتم‌ها، لایه واکنش مناسبی تشکیل شد. نتایج ریزسختی­سنجی و آنالیزهای EDS ضعیف بودن لایه ­واکنشی Ti3O را نشان داد. 2 In this research, the diffusion bonding of the stabilized zirconia ceramic and Nimonic 105 superalloy using Ti/Nb/Ni multi-interlayer was carried out. Joint was performed using the plasma spark technique in a vacuum atmosphere and at different temperatures and times. The microstructure of the different joint zones was studied using optical and FESEM microscopes equipped with an EDS analyzer. The results showed that the critical region is Ti/3YSZ interface and in all conditions diffusion bonding in Ti/Nb, Nb/Ni, and Ni/NI 105 interfaces were done. Microstructural observations showed that in the Ti/3YSZ interface at all temperature and time conditions, the connection of two separate regions including Ti3O and (Zr, Ti)2O was formed due to the difference in the diffusion depth of Ti, Zr, and O elements and with increasing temperature and time, the thickness of these regions increased. Microstructural studies showed that the bond at 900 ℃  and 30 minutes did not have any cracks and discontinuities and due to the better diffusion of atoms, a suitable reaction layer was formed. Microhardness observations and EDS analyses confirmed that the Ti3O reaction layer is the weakest zine. 59 66 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/29 1401/2/9 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/9 1401/5/18 ایمان صیدی I. saydi گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. ایران seidy.iman1994@gmail.com رضا دهملایی R. dehmolaei گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. ایران dehmolaei@scu.ac.ir خلیل رنجبر Kh. ranjbar گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. ایران K_Ranjbar@scu.ac.ir Diffusion bonding NI 105 superalloy Zirconia stabilized ceramic reaction layer اتصال نفوذی نایمونیک 105 سرامیک زیرکونیای پایدار شده روش جرقه پلاسمایی لایه واکنشی [1] Wang, N., Wang, D.P., Yang, Z.W. and Wang, Y., 2016. "Interfacial microstructure and mechanical properties of zirconia ceramic and niobium joints vacuum brazed with two Ag-based active filler metals", Ceramics International, 2016, 42(11), pp.12815-12824.##[2] Gorji, A.H., Simchi, A. and Kokabi, A.H., "Development of composite silver/nickel nanopastes for low temperature joining of yttria-stabilized zirconia to stainless steels", Ceramics International, 2015, 41(1), pp.1815-1822.##[3] Tsukamoto, H., "Microstructure and indentation properties of ZrO2/Ti functionally graded materials fabricated by spark plasma sintering", Materials Science and Engineering: A, 2015, 640, pp.338-349. ##[4] Ghosh, S., "Microstructure and mechanical properties of a glass-ceramic bond coated TBC system" Procedia materials science, 2014, 6, pp.425-429.##[5] Das, S., Datta, S., Basu, D. and Das, G.C., "Thermal cyclic behavior of glass–ceramic bonded thermal barrier coating on nimonic alloy substrate" Ceramics International, 2009, 35(6), pp.2123-2129.##[6] White, R.J. and Miller, K.M., 1977. The role of quenched-in vacancies in the ageing of nimonic alloys. Journal of Nuclear Materials, 66(1-2), pp.101-106.##[7] Gorji, A.H., Simchi, A. and Kokabi, A.H., 2015. Development of composite silver/nickel nanopastes for low temperature joining of yttria-stabilized zirconia to stainless steels. Ceramics International, 41(1), pp.1815-1822.##[8] Cao, X.Q., Vassen, R. and Stoever, D., 2004. Ceramic materials for thermal barrier coatings. Journal of the European Ceramic Society, 24(1), pp.1-10.##[9] Ghosh, S., 2014. Microstructure and mechanical properties of a glass-ceramic bond coated TBC system. Procedia materials science, 6, pp.425-429.##[10] Li, J., Sheng, G. and Huang, L., 2016. Ti-Nb-Cu Stress Buffer Layer for TiC Cermet/304 Stainless Steel Diffusion Bonding. Rare Metal Materials and Engineering, 45(3), pp.555-560.##[11] Yang, Z.H., Shen, Y.F., Wang, Z.Y. and Cheng, J.L., 2014. Tungsten/steel diffusion bonding using Cu/W–Ni/Ni multi-interlayer. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 24(8), pp.2554-2558. ##[12] Travessa, D., Ferrante, M. and Den Ouden, G., 2002. Diffusion bonding of aluminium oxide to stainless steel using stress relief interlayers. Materials Science and Engineering: A, 337(1-2), pp.287-296.##[13] Deng, Y., Sheng, G. and Xu, C., 2013. Evaluation of the microstructure and mechanical properties of diffusion bonded joints of titanium to stainless steel with a pure silver interlayer. Materials & Design, 46, pp.84-87.##[14] Cao, J., Liu, J., Song, X., Lin, X. and Feng, J., "Diffusion bonding of TiAl intermetallic and Ti3AlC2 ceramic: Interfacial microstructure and joining properties" Materials & Design (1980-2015), 2014, 56, pp.115-121. ##[15] Arik, H., Aydin, M., Kurt, A. and Turker, M., "Weldability of Al4C3–Al composites via diffusion welding technique" Materials & design, 2005, 26(6), pp.555-560. ##[16] Venkatraman, M., Neumann, J.P. and Massalski, T.B., 1990, "Binary alloy phase diagrams" ASM Handbook, 3, p.529.##[17] Poddar, D., "Solid-state diffusion bonding of commercially pure titanium and precipitation hardening stainless steel" International Journal of Recent Trends in Engineering, 2009, 1(5), p.93.##[18] Akca, E. and Gürsel, A., "The importance of interlayers in diffusion welding-A review" Periodicals of Engineering and Natural Sciences (PEN), 2015, 3(2).##[19] Feng, K., Chen, H., Xiong, J. and Guo, Z., "Investigation on diffusion bonding of functionally graded WC–Co/Ni composite and stainless steel" Materials & Design, 2013, 46, pp.622-626.##[1] Wang, N., Wang, D.P., Yang, Z.W. and Wang, Y., 2016. "Interfacial microstructure and mechanical properties of zirconia ceramic and niobium joints vacuum brazed with two Ag-based active filler metals", Ceramics International, 2016, 42(11), pp.12815-12824.##[2] Gorji, A.H., Simchi, A. and Kokabi, A.H., "Development of composite silver/nickel nanopastes for low temperature joining of yttria-stabilized zirconia to stainless steels", Ceramics International, 2015, 41(1), pp.1815-1822.##[3] Tsukamoto, H., "Microstructure and indentation properties of ZrO2/Ti functionally graded materials fabricated by spark plasma sintering", Materials Science and Engineering: A, 2015, 640, pp.338-349. ##[4] Ghosh, S., "Microstructure and mechanical properties of a glass-ceramic bond coated TBC system" Procedia materials science, 2014, 6, pp.425-429.##[5] Das, S., Datta, S., Basu, D. and Das, G.C., "Thermal cyclic behavior of glass–ceramic bonded thermal barrier coating on nimonic alloy substrate" Ceramics International, 2009, 35(6), pp.2123-2129.##[6] White, R.J. and Miller, K.M., 1977. The role of quenched-in vacancies in the ageing of nimonic alloys. Journal of Nuclear Materials, 66(1-2), pp.101-106.##[7] Gorji, A.H., Simchi, A. and Kokabi, A.H., 2015. Development of composite silver/nickel nanopastes for low temperature joining of yttria-stabilized zirconia to stainless steels. Ceramics International, 41(1), pp.1815-1822.##[8] Cao, X.Q., Vassen, R. and Stoever, D., 2004. Ceramic materials for thermal barrier coatings. Journal of the European Ceramic Society, 24(1), pp.1-10.##[9] Ghosh, S., 2014. Microstructure and mechanical properties of a glass-ceramic bond coated TBC system. Procedia materials science, 6, pp.425-429.##[10] Li, J., Sheng, G. and Huang, L., 2016. Ti-Nb-Cu Stress Buffer Layer for TiC Cermet/304 Stainless Steel Diffusion Bonding. Rare Metal Materials and Engineering, 45(3), pp.555-560.##[11] Yang, Z.H., Shen, Y.F., Wang, Z.Y. and Cheng, J.L., 2014. Tungsten/steel diffusion bonding using Cu/W–Ni/Ni multi-interlayer. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 24(8), pp.2554-2558. ##[12] Travessa, D., Ferrante, M. and Den Ouden, G., 2002. Diffusion bonding of aluminium oxide to stainless steel using stress relief interlayers. Materials Science and Engineering: A, 337(1-2), pp.287-296.##[13] Deng, Y., Sheng, G. and Xu, C., 2013. Evaluation of the microstructure and mechanical properties of diffusion bonded joints of titanium to stainless steel with a pure silver interlayer. Materials & Design, 46, pp.84-87.##[14] Cao, J., Liu, J., Song, X., Lin, X. and Feng, J., "Diffusion bonding of TiAl intermetallic and Ti3AlC2 ceramic: Interfacial microstructure and joining properties" Materials & Design (1980-2015), 2014, 56, pp.115-121. ##[15] Arik, H., Aydin, M., Kurt, A. and Turker, M., "Weldability of Al4C3–Al composites via diffusion welding technique" Materials & design, 2005, 26(6), pp.555-560. ##[16] Venkatraman, M., Neumann, J.P. and Massalski, T.B., 1990, "Binary alloy phase diagrams" ASM Handbook, 3, p.529.##[17] Poddar, D., "Solid-state diffusion bonding of commercially pure titanium and precipitation hardening stainless steel" International Journal of Recent Trends in Engineering, 2009, 1(5), p.93.##[18] Akca, E. and Gürsel, A., "The importance of interlayers in diffusion welding-A review" Periodicals of Engineering and Natural Sciences (PEN), 2015, 3(2).##[19] Feng, K., Chen, H., Xiong, J. and Guo, Z., "Investigation on diffusion bonding of functionally graded WC–Co/Ni composite and stainless steel" Materials & Design, 2013, 46, pp.622-626. ##

مطالعه روی ریزساختار و خواص‌مکانیکی ناحیه جوش لیزری فولاد 1/7225 Study on Microstructure and Mechanical Properties of Laser Welded Joints of 1.7225 Steel 1 1 هدف از پژوهش حاضر، بررسی خواص­مکانیکی و ریزساختاری فولاد 7225/1 در فرایند جوشکاری لیزری با استفاده از دستگاه لیزر پالسی Nd:YAG و سپس تعیین فاصله کانونی بهینه نسبت به قطعه، در ناحیه جوش است. پس از جوشکاری، مشخصه‌یابی ریزساختاری، ریزسختی‌سنجی و آزمون کشش انجام شد. ارزیابی­های انجام گرفته نشان داد، فاصله کانونی بهینه برای جوشکاری ورق فولاد 7225/1  با ضخامت یک میلی‌متر، حدود 9 میلی‌متر بوده به طوری که کانون در یک میلی‌متر زیر سطح قطعه قرار دارد. با توجه به تمرکز حرارتی و نرخ سرمایش بالا در جوشکاری لیزری، ریزساختار مارتنزیتی، در نواحی ذوبی و متاثر از حرارت ­نمونه­ها مشاهده شد. در این آلیاژ، میزان سختی فلزپایه HV 10 ± 310 بود که پس از جوشکاری سختی نمونه با فاصله کانونی بهینه در ناحیه متاثر از حرارت به HV 10 ±  625 و در ناحیه ذوبی به HV 5 ± 730 رسیده است. همچنین، نتایج آزمون کشش نشان داد که خواص کششی نمونه با فاصله کانونی بهینه، تقریباً مشابه با فولادپایه بوده و شکست در ناحیه فولاد پایه مشاهده شده است.   2 The aim of the present study is to investigate the mechanical and microstructural properties of 1.7225 steel in laser welding process using Nd:YAG pulsed laser device and then to determine the optimal focal length relative to the part in the welding area. After welding, microstructural characterization, microhardness and tensile tests were performed. Evaluations showed that the optimal focal length for welding of steel sheet 1.7225 with a thickness of 1 mm, it was about 9 mm and the focus was 1 mm below the surface of the part. Due to the high thermal concentration and cooling rate in laser welding, a completely martensitic microstructure has been observed in the molten and heat-affected regions of all specimens. In this alloy, the hardness of the base metal is 310±10 HV. After welding, the hardness of the sample with the optimal focal length   has reached 625±10 HV in the heat affected zone and 730±10 HV in the melting zone. Also, the results of tensile test showed that the tensile properties of the sample with the optimal focal length were almost similar to the base steel and fracture was observed in the base steel region.   67 81 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/18 1401/1/29 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/9 1401/5/18 حمید رضا گرجی H. Gorji مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ایران h.gorji92@yahoo.com سید مسعود برکت S. M. Barakat مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ایران m.barekat@mut-es.ac.ir سید رضا شجاع رضوی S. R. Shoja Razavi مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ایران shpja_r@mut-es.ac.ir سید سجاد بابایی سنگتابی S. S. Babaie Sangetabi مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ایران sajjadbabaie2359@gmail.com محمد عرفان منش M. Erfanmanesh مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ایران erfanmanesh@mut-es.ac.ir Laser Welding 1.7225 steel Focal length Microstructure Hardness جوشکاری لیزری فولاد 7225/1 فاصله کانونی ریزساختار سختی [1] Kashefi, M., et al.,"Comparison of Microstructure and Mechanical Properties of Mo40 Steel in Ferrite-Martensite dual phase and quenched tempered condition", Journal of New Materials, 2018, 77-88.##[2] Verlinden, B, et al.,"Thermo- mechanical processing of metallic materials", Elsevier LTD, First Edition, Amesterdam, (2007).##[3]. جان ویلسون و ج.ف.ب هاوکز، لیزر اصول و کاربرد‌ها، ترجمه دکتر عباس بهجت، انتشارات دانشگاه یزد، اصفهان (1381). ##[4]. High- Strength structural and high strength low alloy steels, Properties and selection: Iron, Steels and High Performance alloys, ASM Handbook, ASM International (1990) 389-423.##[5]. Xu, W., et al.," Microstructure and fatigue performance of single and multiple linear fiber laser welded DP980 dual-phase steel", Materials Science and Engineering A, 2012, 553:p. 51– 58.##[6] Xia, M., et al.," Effects of Heat Input and Martensite on HAZ Softening in Laser Welding of Dual Phase Steels", ISIJ International, 2008, 48:p.809-814.##[7]. Pang, Q., et al.," Microstructure and properties of hot-rolled high strength bainitic steel by laser welding", Materials and Design, 2015, 87:p. 363–369.##[8] Sowards. J., et al.," Low-cycle fatigue behavior of fiber-laser welded, corrosion resistant, high-strength low alloy sheet steel", Materials & Design, 2017,121: p. 393–405.##[9] Kim, C., et al.," A study on the CO2 laser welding characteristics of high strength steel up to 1500 MPa for automotive application", Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2010, 39:p. 79-86.##[10]. علی سالمی گلعذانی، امیر عبدالله زاده و مجید میرزایی، مقایسه خواص مکانیکی ریز ساختار مارتنزیت بازگشت داده شده و ریز‌ساختار فریت- بینیت -مارتنزیت در فولاد 42CrMo4، ماهنامه مهندسی مکانیک مدرس 1 (1389) 76-63.##[11] Arivazhagan,N., et al.," Investigation on AISI 304 Austenitic Stainless Steel to AISI 4140 Low Alloy Steel Dissimilar Joints by Gas Tungsten Arc, Electron Beam and Friction Welding", Materials and Design, 2011, 32:p. 3036-3050.##[12]Parkes, D., et al.," Microstructure and fatigue properties of fiber laser welded dissimilar joints between high strength low alloy and dual-phase steels", Materials and Design, 2013, 51: p. 665–675.##[13]. Saha, D., et al.,"Microstructure properties correlationin fiber laser welding of dual-phase and HSLA steels", Materials Science and Engineering A, 2014, 607:p. 445–453.##[14]. رضا شجاع رضوی و محمد عرفان منش، فراوری مواد با لیزر، انتشارات دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، 1394.##[15]. Guo, W., et al.," Microstructure and mechanical properties of laser welded S960 high strength steel", Materials and Design, 2015, 85:p. 534–548. ##[16] Kou, S., "Welding metallurgy", 2nd edition. Hoboken (NJ): John Wiley & Sons Inc ,2003.##[17] Porter, D., " Phase transformations in metals and alloys". 2nd edition, Boca Ratton (FL): Taylor & Francis Group ,1992.##[18] . Parkes,. D., "Tensile properties of fiber laser welded joints of high strength low alloy and dual-phase steels at warm and low temperatures", Materials and Design, 2014, 56:p.193–199.##[19]. Subhash Chander, G.,"Influence of Process Parameters on Impact Toughness and Hardness of Dissimilar AISI 4140 and AISI 304 Continuous Drive Friction Welds", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 64:p.1445-1457.##[20]. Coelho, R., "Induction-assisted laser beam welding of a thermomechanically rolled HSLA S500MC steel: a microstructure and residual stress assessment", Materials Science and Engineering A, 2013, 578:p. 125–133.##[21]. Ramesh,M., "Structure – properties evaluation in laser beam welds of high strength low alloy steel", Materials Today: Proceedings ,2, 2015:p. 2532–2537.##[22]. Oyyaravelu, R., " Metallurgical and Mechanical properties of Laser welded High Strength Low Alloy Steel", Journal of Advanced Research , 2016, 7:p. 463-472.##[23]. . Xu, WD, "Tensile and fatigue properties of fiber laser welded high strength low alloy and DP980 dual-phase steel joints", Materials and Design, 2013, 43:p. 373–383.##[24]. . Guo, WL,. "Comparison of microstructure and mechanical properties of ultra-narrow gap laser and gas-metal-arc welded S960 high strength steel", Optics and Lasers in Engineering, 2017,91:p. 1–15.##[25]. Liu,Y., "Strain rate dependent deformation and failure behavior of laser welded DP780 steel joint under dynamic tensile loading", Materials Science & Engineering A, 2015, 627:p. 296–305.##[26] . Xian. K,, " A Review of Fracture Toughness Testing and Evaluation Using SENT Specimens", International Pipeline Conference, Canada ,2014.##[1] Kashefi, M., et al.,"Comparison of Microstructure and Mechanical Properties of Mo40 Steel in Ferrite-Martensite dual phase and quenched tempered condition", Journal of New Materials, 2018, 77-88.##[2] Verlinden, B, et al.,"Thermo- mechanical processing of metallic materials", Elsevier LTD, First Edition, Amesterdam, (2007).##[3]. جان ویلسون و ج.ف.ب هاوکز، لیزر اصول و کاربرد‌ها، ترجمه دکتر عباس بهجت، انتشارات دانشگاه یزد، اصفهان (1381). ##[4]. High- Strength structural and high strength low alloy steels, Properties and selection: Iron, Steels and High Performance alloys, ASM Handbook, ASM International (1990) 389-423.##[5]. Xu, W., et al.," Microstructure and fatigue performance of single and multiple linear fiber laser welded DP980 dual-phase steel", Materials Science and Engineering A, 2012, 553:p. 51– 58.##[6] Xia, M., et al.," Effects of Heat Input and Martensite on HAZ Softening in Laser Welding of Dual Phase Steels", ISIJ International, 2008, 48:p.809-814.##[7]. Pang, Q., et al.," Microstructure and properties of hot-rolled high strength bainitic steel by laser welding", Materials and Design, 2015, 87:p. 363–369.##[8] Sowards. J., et al.," Low-cycle fatigue behavior of fiber-laser welded, corrosion resistant, high-strength low alloy sheet steel", Materials & Design, 2017,121: p. 393–405.##[9] Kim, C., et al.," A study on the CO2 laser welding characteristics of high strength steel up to 1500 MPa for automotive application", Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2010, 39:p. 79-86.##[10]. علی سالمی گلعذانی، امیر عبدالله زاده و مجید میرزایی، مقایسه خواص مکانیکی ریز ساختار مارتنزیت بازگشت داده شده و ریز‌ساختار فریت- بینیت -مارتنزیت در فولاد 42CrMo4، ماهنامه مهندسی مکانیک مدرس 1 (1389) 76-63.##[11] Arivazhagan,N., et al.," Investigation on AISI 304 Austenitic Stainless Steel to AISI 4140 Low Alloy Steel Dissimilar Joints by Gas Tungsten Arc, Electron Beam and Friction Welding", Materials and Design, 2011, 32:p. 3036-3050.##[12]Parkes, D., et al.," Microstructure and fatigue properties of fiber laser welded dissimilar joints between high strength low alloy and dual-phase steels", Materials and Design, 2013, 51: p. 665–675.##[13]. Saha, D., et al.,"Microstructure properties correlationin fiber laser welding of dual-phase and HSLA steels", Materials Science and Engineering A, 2014, 607:p. 445–453.##[14]. رضا شجاع رضوی و محمد عرفان منش، فراوری مواد با لیزر، انتشارات دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، 1394.##[15]. Guo, W., et al.," Microstructure and mechanical properties of laser welded S960 high strength steel", Materials and Design, 2015, 85:p. 534–548. ##[16] Kou, S., "Welding metallurgy", 2nd edition. Hoboken (NJ): John Wiley & Sons Inc ,2003.##[17] Porter, D., " Phase transformations in metals and alloys". 2nd edition, Boca Ratton (FL): Taylor & Francis Group ,1992.##[18] . Parkes,. D., "Tensile properties of fiber laser welded joints of high strength low alloy and dual-phase steels at warm and low temperatures", Materials and Design, 2014, 56:p.193–199.##[19]. Subhash Chander, G.,"Influence of Process Parameters on Impact Toughness and Hardness of Dissimilar AISI 4140 and AISI 304 Continuous Drive Friction Welds", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 64:p.1445-1457.##[20]. Coelho, R., "Induction-assisted laser beam welding of a thermomechanically rolled HSLA S500MC steel: a microstructure and residual stress assessment", Materials Science and Engineering A, 2013, 578:p. 125–133.##[21]. Ramesh,M., "Structure – properties evaluation in laser beam welds of high strength low alloy steel", Materials Today: Proceedings ,2, 2015:p. 2532–2537.##[22]. Oyyaravelu, R., " Metallurgical and Mechanical properties of Laser welded High Strength Low Alloy Steel", Journal of Advanced Research , 2016, 7:p. 463-472.##[23]. . Xu, WD, "Tensile and fatigue properties of fiber laser welded high strength low alloy and DP980 dual-phase steel joints", Materials and Design, 2013, 43:p. 373–383.##[24]. . Guo, WL,. "Comparison of microstructure and mechanical properties of ultra-narrow gap laser and gas-metal-arc welded S960 high strength steel", Optics and Lasers in Engineering, 2017,91:p. 1–15.##[25]. Liu,Y., "Strain rate dependent deformation and failure behavior of laser welded DP780 steel joint under dynamic tensile loading", Materials Science & Engineering A, 2015, 627:p. 296–305.##[26] . Xian. K,, " A Review of Fracture Toughness Testing and Evaluation Using SENT Specimens", International Pipeline Conference, Canada ,2014. ##

بررسی اثر پودر فلاکس های اکسیدی SiO2، MoO3 و CuO بر عمق نفوذ، ریزساختار و میکروسختی جوش GTAW فولاد زنگ نزن رسوب سخت مارتنزیتی 17-4PH Effect of Oxide flux powders of SiO2, MoO3 and CuO on the diffusion depth, microstructure and microhardness of GTAWed precipitation hardening martensitic 17-4PH steel 1 1 هدف در این پژوهش به بررسی تاثیر پودرهای اکسیدی SiO2، MoO3 و CuO بر عمق نفوذ، ریزساختار و پروفیل سختی جوش GTAW فولاد زنگ نزن رسوب سخت مارتنزیتی 17-4PH پرداخته شده است. نمونه‌هایی با ابعاد 150× 50 میلی‌متر با ضخامت 5 میلی‌متر از ورقی از جنس فولاد 17-4PH توسط پودر‌های اکسیدی SiO2، MoO3 و CuO جوشکاری گردیدند. نتایج حاکی از این بودند که استفاده از پودرهای اکسیدی سبب افزایش عمق نفوذ تا 5/1 برابر در جوش این فولاد در مقایسه با حالت معمولی شده اند. همچنین استفاده از پودر SiO2 اگرچه باعث افزایش 49/7 میلی‌متری عمق نفوذ شد، ولی ظاهر جوش مناسبی حاصل نکرد. استفاده از پودر‌های MoO3 و CuO نیز باعث افزایش عمق نفوذ تا 3/5 میلی‌متر گردیدند. در جوش با استفاده از پودر MoO3 آخال در سرتاسر جوش در کناره‌ها وجود داشت. ریزساختار جوش در نمونه‌های مختلف تفاوت چشمگیری نداشته و شامل ساختار دندریتی با فریت دلتا به صورت بین دندریتی بود. پروفیل سختی جوش نمونه‌ها نشان دهنده نزدیکی مقدار سختی نمونه‌های جوشکاری شده با استفاده از پودر‌های اکسیدی با فلزپایه بود.   2 In this investigation the effect of oxides powders of SiO2, MoO3 and CuO on the depth of penetration, microstructure and hardness profile of GTAWeld precipitation hardening martensitic 17-4PH was assessed. Samples were taken from 17-4PH steel sheet with the dimensions of 150*50 mm and with the thickness of 5 mm, and were welded by oxide powder of SiO2, MoO3 and CuO. Results showed that using oxide powder increased the penetration depth of the welded joints by about 150 percent compared to the normal condition. Also, it was shown that although using SiO2 powder increased the penetration depth to about 7.49 mm, it provides inferior weld bead appearance. The use of MoO3 and CuO powder increased the penetration depth of the weld to about 5.3 mm. Although inclusions were found throughout the side of the weld bead when MoO3 powder was employed for welding. The microstructure of the weld in different samples did not vary and included dendritic structure with delta ferrite located between the dendrites. The hardness profile of the welded joints showed the closeness of the hardness of the welded joints using different oxide powder with the base metal.   83 92 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/1 1401/3/11 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/4 1401/4/13 ساسان گلستانه زاده S. Golestanehzadeh دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران ایران s.golestanezadeh@yahoo.com سید هاشم موسوی انیجدان S.H. Mousavi Anijdan دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران ایران hashemmousavi@srbiau.ac.ir حمیدرضا نجفی دژده منفرد H.R. Najafi Dezdeh Monfared دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران ایران hnajafi@srbiau.ac.ir Precipitation hardening stainless steel TIG welding Active flux Microstructure of the weld. فولاد زنگ نزن پیر سخت شونده؛ جوشکاری تیگ؛ فلاکس فعال؛ ریز ساختار جوش. 1. Kou, S., Welding metallurgy. New Jersey, USA, 2003. 431(446): p. 223-225.##2. Vidyarthy, R. and D. Dwivedi, Activating flux tungsten inert gas welding for enhanced weld penetration. Journal of Manufacturing Processes, 2016. 22: p. 211-228.##3. Gurevich, S., V. Zamkov, and N. Kushnirenko, Improving the penetration of titanium alloys when they are welded by argon tungsten arc process. Automat Weld, 1965. 18(9): p. 1-5.##4. Tseng, K.-H. and C.-Y. Hsu, Performance of activated TIG process in austenitic stainless steel welds. Journal of Materials Processing Technology, 2011. 211(3): p. 503-512.##5. Huang, H., et al., Evaluation of TIG flux welding on the characteristics of stainless steel. Science and Technology of Welding and Joining, 2005. 10(5): p. 566-573.##6. Modenesi, P.J., E.R. Apolinario, and I.M. Pereira, TIG welding with single-component fluxes. Journal of materials processing technology, 2000. 99(1-3): p. 260-265.##7. Chern, T.-S., K.-H. Tseng, and H.-L. Tsai, Study of the characteristics of duplex stainless steel activated tungsten inert gas welds. Materials & Design, 2011. 32(1): p. 255-263.##8. Lippold, J.C. and D.J. Kotecki, Welding metallurgy and weldability of stainless steels. 2005.##9. Das, C., et al., Weldability of 17-4PH stainless steel in overaged heat treated condition. Science and Technology of Welding and Joining, 2006. 11(5): p. 502-508.##10. Vagi, J., R.M. Evans, and D.C. Martin, Welding of precipitation-hardening stainless steels. Vol. 5087. 1968: National Aeronautics and Space Administration.##11. Venkatesan, G., et al., Effect of ternary fluxes on depth of penetration in A-TIG welding of AISI 409 ferritic stainless steel. Procedia Materials Science, 2014. 5: p. 2402-2410.##12. Huang, H.-Y., Research on the activating flux gas tungsten arc welding and plasma arc welding for stainless steel. Metals and Materials International, 2010. 16(5): p. 819-825.##13. Liu, W., et al., Hybrid laser-arc welding of 17-4 PH martensitic stainless steel. Lasers in Manufacturing and Materials Processing, 2015. 2(2): p. 74-90.##14. Ma, J., et al., Laser-based welding of 17-4 PH martensitic stainless steel in a tubular butt joint configuration with a built-in backing bar. Optics & Laser Technology, 2016. 82: p. 38-52.##15. Tathgir, S. and A. Bhattacharya, Activated-TIG welding of different steels: influence of various flux and shielding gas. Materials and Manufacturing Processes, 2016. 31(3): p. 335-342.##16. Ramkumar, K.D., et al., Studies on the structure–property relationships and corrosion behaviour of the activated flux TIG welding of UNS S32750. Journal of Manufacturing Processes, 2016. 23: p. 231-241.##17. Ziewiec, A., A. ZieliŃska-Lipiec, and E. Tasak, Microstructure of welded joints of X5CrNiCuNb16-4 (17-4 PH) martensitic stainlees steel after heat treatment. Archives of metallurgy and materials, 2014. 59.##1. Kou, S., Welding metallurgy. New Jersey, USA, 2003. 431(446): p. 223-225.##2. Vidyarthy, R. and D. Dwivedi, Activating flux tungsten inert gas welding for enhanced weld penetration. Journal of Manufacturing Processes, 2016. 22: p. 211-228.##3. Gurevich, S., V. Zamkov, and N. Kushnirenko, Improving the penetration of titanium alloys when they are welded by argon tungsten arc process. Automat Weld, 1965. 18(9): p. 1-5.##4. Tseng, K.-H. and C.-Y. Hsu, Performance of activated TIG process in austenitic stainless steel welds. Journal of Materials Processing Technology, 2011. 211(3): p. 503-512.##5. Huang, H., et al., Evaluation of TIG flux welding on the characteristics of stainless steel. Science and Technology of Welding and Joining, 2005. 10(5): p. 566-573.##6. Modenesi, P.J., E.R. Apolinario, and I.M. Pereira, TIG welding with single-component fluxes. Journal of materials processing technology, 2000. 99(1-3): p. 260-265.##7. Chern, T.-S., K.-H. Tseng, and H.-L. Tsai, Study of the characteristics of duplex stainless steel activated tungsten inert gas welds. Materials & Design, 2011. 32(1): p. 255-263.##8. Lippold, J.C. and D.J. Kotecki, Welding metallurgy and weldability of stainless steels. 2005.##9. Das, C., et al., Weldability of 17-4PH stainless steel in overaged heat treated condition. Science and Technology of Welding and Joining, 2006. 11(5): p. 502-508.##10. Vagi, J., R.M. Evans, and D.C. Martin, Welding of precipitation-hardening stainless steels. Vol. 5087. 1968: National Aeronautics and Space Administration.##11. Venkatesan, G., et al., Effect of ternary fluxes on depth of penetration in A-TIG welding of AISI 409 ferritic stainless steel. Procedia Materials Science, 2014. 5: p. 2402-2410.##12. Huang, H.-Y., Research on the activating flux gas tungsten arc welding and plasma arc welding for stainless steel. Metals and Materials International, 2010. 16(5): p. 819-825.##13. Liu, W., et al., Hybrid laser-arc welding of 17-4 PH martensitic stainless steel. Lasers in Manufacturing and Materials Processing, 2015. 2(2): p. 74-90.##14. Ma, J., et al., Laser-based welding of 17-4 PH martensitic stainless steel in a tubular butt joint configuration with a built-in backing bar. Optics & Laser Technology, 2016. 82: p. 38-52.##15. Tathgir, S. and A. Bhattacharya, Activated-TIG welding of different steels: influence of various flux and shielding gas. Materials and Manufacturing Processes, 2016. 31(3): p. 335-342.##16. Ramkumar, K.D., et al., Studies on the structure–property relationships and corrosion behaviour of the activated flux TIG welding of UNS S32750. Journal of Manufacturing Processes, 2016. 23: p. 231-241.##17. Ziewiec, A., A. ZieliŃska-Lipiec, and E. Tasak, Microstructure of welded joints of X5CrNiCuNb16-4 (17-4 PH) martensitic stainlees steel after heat treatment. Archives of metallurgy and materials, 2014. 59. ##

اثر زبری سطح بر هندسه جوش آلیاژ آلومینیم 10۵0 جوشکاری شده به روش لیزر Nd:YAG پالسی The effect of surface roughness on 1050 aluminum alloy weld profile welded by pulsed Nd:YAG laser 1 1 زبری سطح در جوشکاری، از پارامترهای مهم در اتصال فلزات جوش داده شده به روش لیزر است که در جذب پرتوهای لیزر مستقیما اثرگذار است. هنگامی‌که پرتو لیزر به سطح فلزپایه تابیده می‌شود، زبری سطح نقش مهمی در میزان جذب پرتوها و میزان ذوب حاصل شده دارد و مستقیما روی عمق نفوذ جوش نهایی اثر می‌گذارد. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر زبری ذکر شده در پارامترهای جوشکاری یکسان برای این آلیاژ پرکاربرد آلومینیم است. بررسی‌های ریزساختاری در سه سطح زبری مختلف نمونه انجام شد و نتایج به دست آمده از آنالیز نمونه‌ها توسط میکروسکوپ‌های‌ نوری، نیروی اتمی و الکترونی روبشی نشان داد افزایش میزان زبری سطح تا اندازه 16/0= Ra میکرومتر، باعث افزایش میزان درگیری پرتوها می‌شود. در نتیجه میزان تمرکز بیشتری از پرتوها را خواهیم داشت و ذوب بیشتری در این حالت رخ می‌دهد و عمق نفوذ با صرف انرژی کمتر افزایش می‌یابد.   2 Surface roughness in the welding processes is one of the important parameters in the laser welded metal connections which affects laser beam absorption directly. When the laser beam is irradiated to the surface of the base metal, the surface roughness plays an important role in the amount of beam absorption and the amount of melting achieved and directly affects the penetration depth. The main purpose of this study is to investigate the effect of roughness mentioned above in the equal parameter for this widely used aluminum alloy. Microstructural Surveys were performed on three different roughness levels of the sample and the results obtained from the analysis of samples by optical microscope (OM), atomic force microscope (AFM) and Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that, increasing the surface roughness up to Ra = 0.16 micrometer, caused the greater degree of beam engagement by the surface grooves, hence more concentration of the beam photons and more melting obtained, so the depth of penetration increases by consuming a lower amount of energy.   93 99 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/12022/03/10 1400/12/19 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/42022/08/9 1401/5/18 میلاد فومنی M. foumani گروه مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس تهران، ایران ایران miladfoumani@modares.ac.ir همام نفاخ موسوی H. Naffakh-Moosavy گروه مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس تهران، ایران ایران h.naffakh-moosavy@modares.ac.ir علی رسولی A. Rasouli گروه مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس تهران، ایران ایران alirasouli@modares.ac.ir حسین علی یاری H. Aliyari گروه مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس تهران، ایران ایران h.aliyari@modares.ac.ir Surface roughness Beam absorption Pulsed Laser welding penetration depth Aluminum alloy. زبری سطح جذب پرتو جوشکاری لیزر پالسی عمق نفوذ آلیاژ آلومینیم. [1] Laser welding, a practical guide, Christopher Dawes, CEng.##[2] AMADA, “Laser Welding Fundamentals”, www.amadaweldtech.com, 2020.##[3] www.azom.com, Aluminum: specifications, properties, classifications and classes, 2005##[4] Laser welding of light metal alloys: aluminum and titanium alloys, J. M. SÁNCHEZ AMAYA, Titania, Ensayos Y Proyecto Industrials S.L, Spain, 2013.##[5] Study the Effect of Changing the Surface Roughness and the Laser Focus Distance to the Aluminum Appearance using Picosecond Laser. F.qahtani, 2019.##[6] ASME B46.1, Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and Lay, 2019.##[7] ISO 4287:1997, Profile method Terms, definitions and surface texture parameters.##[8] Influence of process parameters on kerf geometry and surface roughness in Nd:YAG laser cutting of Al 6061T6 alloy sheet, C. Leone, 2016.##[9] Effect of Surface Roughness on CO2 Laser Absorption by 316L Stainless Steel and Aluminum, M. Ahmed Obeidi, E. McCarthy, 2019.##[1] Laser welding, a practical guide, Christopher Dawes, CEng.##[2] AMADA, “Laser Welding Fundamentals”, www.amadaweldtech.com, 2020.##[3] www.azom.com, Aluminum: specifications, properties, classifications and classes, 2005##[4] Laser welding of light metal alloys: aluminum and titanium alloys, J. M. SÁNCHEZ AMAYA, Titania, Ensayos Y Proyecto Industrials S.L, Spain, 2013.##[5] Study the Effect of Changing the Surface Roughness and the Laser Focus Distance to the Aluminum Appearance using Picosecond Laser. F.qahtani, 2019.##[6] ASME B46.1, Surface Texture (Surface Roughness, Waviness, and Lay, 2019.##[7] ISO 4287:1997, Profile method Terms, definitions and surface texture parameters.##[8] Influence of process parameters on kerf geometry and surface roughness in Nd:YAG laser cutting of Al 6061T6 alloy sheet, C. Leone, 2016.##[9] Effect of Surface Roughness on CO2 Laser Absorption by 316L Stainless Steel and Aluminum, M. Ahmed Obeidi, E. McCarthy, 2019. ##

ارزیابی ساختاری و مکانیکی اتصال غیرهم‌جنس SS-316L/IN-625 پیوند داده شده توسط فرایند فاز مایع نافذ گذرا Structural and Mechanical Evaluation of Dissimilar Transient Liquid Phase Bonded IN-625 /SS-316L 1 1 در پژوهش حاضر، ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال‌ غیرهمجنس سوپر آلیاژ اینکونل 625 (IN-625) به فولاد زنگ‌نزن آستنیتی AISI316L (SS-316L) با استفاده از لایه واسط AWS-BNi3 و فرایند فاز مایع نافذ گذرا (TLP) مورد ارزیابی و شرایط لازم برای ایجاد یک اتصال کارآمد مورد مطالعه و بررسی واقع شد. اتصال‌دهی TLP در گستره دمایی و زمانی به ترتیب ºC 1050-1150 و min 20-5 و تحت حفاظت گاز محافظ آرگون با خلوص%9995/99 انجام شد. مطالعات ریزساختاری (OM و SEM) و فازی (XRD) آشکار نمود که اتصال‌دهی در دمای ºC1150 و مدت زمان min 20 موجب تکمیل انجماد همدما و ایجاد فاز گاما (γ) بصورت یکدست در موضع اتصال می‌شود. سرد نمودن نمونه‌ها قبل از تکمیل انجماد همدما موجب تشکیل ترکیبات یوتکتیکی غنی از کروم و مولیبدن در موضع مرکزی اتصال می‌شود. مورفولوژی پیوسته ترکیبات یوتکتیکی موجب افت شدید استحکام برشی نمونه‌ها شد (کاهش استحکام برشی %50~). نفوذ درهم عناصر آلیاژی بین موضع اتصال و فلزپایه اطراف موجب تشکیل کاربید کروم در IN-625 و ترکیبات بورایدی کروم-مولیبدن در SS-316L گردید که موجب افزایش ریزسختی نواحی مذکور نسبت به فلزپایه و موضع اتصال شد.   2 In the present study, the microstructure and mechanical properties of the dissimilar joint of Inconel 625 (IN-625) superalloy to austenitic stainless steel AISI316L (SS-316L) via AWS-BNi3 interface layer and transient liquid phase (TLP) bonding process were evaluated and necessary conditions for creating an efficient joint were determined. TLP bonding was performed in temperature and time range of 1050-1150ºC and 5-20min, respectively, under the protection of argon shielding gas with a purity of 99.9995%. Microstructural (OM and SEM) and phase (XRD) studies revealed that bonding at 1150 ° C for 20 min results in completion of isothermal solidification and develops a uniform gamma (γ) phase at the bonding zone. Cooling the samples before completion of isothermal solidification results in the formation of chromium and molybdenum-rich eutectic compounds at the bonding centerline. The continuous morphology of the eutectic compounds caused a sharp drop in the shear strength of the specimens (~50% reduction of shear strength). The inter-diffusion of alloying elements between the bonding area and the surrounding base metal results in the formation of chromium carbide in the IN-625 and chromium- boron compounds in the SS-316L, which increased the microhardness of these areas compared to the base metals and the bonding zone.   101 112 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/12022/03/102022/07/2 1401/4/11 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/42022/08/92022/07/24 1401/5/2 محمد جواد باغبان M. J. Bagban دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران. ایران m.jb888@yahoo.com مسعود مصلایی پور M. Mosallaee Pour دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران. ایران mosal@yazd.ac.ir هانیه حاجی صفری H. Hajisafari دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران. ایران hhajisafari.76@gmail.com افشین بابانژاد A. Babnejad دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران. ایران afshinbabanejhad@yahoo.com عبدالله صبوری A. Saboori مرکز فراید های ساخت افزایشی، دانشکده مدیریت و مهندسی تولید، دانشگاه پلی تکنیک تورین، ایتالیا ایتالیا abdollah.saboori@polito.it TLP Inconel 625 316L isothermal solidification microstructure and hardness TLP اینکونل 625 316L انجماد همدما ریزساختار و سختی 1- Donachie, M.J., Donachie, S.J., “Superalloys A Technical Guide”, 2nd Edition, ASM International, 2002.##2- Ren, W., Swideman, R., “A review paper on aging effects in Alloy 617 for Gen IV Nuclear Reactor applications”, Journal of Pressure Vessel Technology, Vol. 131, 2009.##3- Rahman, S., Priyadarshan, G., Raja, K.S., Nesbitt, C., Misra, M., “Investigation of the secondary phases of alloy 617 by scanning kelvin probe force microscope”, Materials letters, Vol. 62, pp. 2263-2266, 2008.##4-Shankar, V., K.B.S. Rao, and S. Mannan, Microstructure and mechanical properties of Inconel 625 superalloy. Journal of nuclear materials, pp. 222-232, 2001.##5- Mortezaie, A. and M. Shamanian, An assessment of microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar welds between Inconel 718 and 310S austenitic stainless steel. International Journal of Pressure Vessels and Piping, pp. 37-46, 2014.##6- Ramkumar, K.D., et al., Investigations on the microstructure, tensile strength and high temperature corrosion behaviour of Inconel 625 and Inconel 718 dissimilar joints. Journal of Manufacturing Processes, pp. 306-32,2017.##7- لیپولد، ج. و کوتکی، د.، ترجمه شمعانیان، م. و رحمتی، م.، متالورژی جوشکاری و جوش‌پذیری فولادهای زنگ نزن، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1378.##8- Kim, Y. J., Phase transformations in cast duplex stainless steels, Materials Science and Technology, pp. 685-700, 1992.##9- Nilsson, J.-O., Super duplex stainless steels. Materials science and technology, pp. 685-700, 1992.##10- Emami, M., B. Binesh, and J.M. Heydarzadeh, Analysis of microstructure, kinetics of isothermal solidification and mechanical properties of IN718/MBF-20/SS316L TLP joints. Philosophical Magazine, pp. 1726-1749, 2021.##11- میثاقی، م.، اتصال فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 321 از طریق اتصال فاز مایع گذرا با دولایه واسط MBF20 وMBF30، پایان نامه کارشناسی ارشد،1393.##12- Doroudi, A., et al., Effect of the isothermal solidification completion on the mechanical properties of Inconel 625 transient liquid phase bond by changing bonding temperature. Journal of Materials Research and Technology, pp. 10355-10365, 2020.##13- قاسمی رسول، حشمت دهکردی ابراهیم، شمعانیان اصفهانی مرتضی. ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس اینکولوی ۸۲۵ به فولاد زنگ نزن ۳۱۶ . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۵; ۲ (۱) :۳۱-۲۱##14- Cao, J., et al., Effects of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of TLP bonded Inconel718 superalloy. Materials Science and Engineering: A, pp. 1-6,2014.##15- Paidar, M., Ashraff Ali, K.S., Ojo, O.O., Mohanavel, V., Vairamuthu, J., Ravichandran, M., Diffusion brazing of Inconel 617 and 321 stainless steel by using AMS 4772 Ag interlayer, Journal of Manufacturing Processes 61, pp. 383-395, 2021. ##16- Peng, Y., Li, C., Li, H., Liu, Y., Effect of interlayer on microstructure and mechanical properties of diffusional-bonded Ni3Al-based superalloy/S31042 steel joint, Journal of Manufacturing Processes 72, pp. 252-261, 2021.##17- Ajabshir, M., Shamanian, M., Ashrafi, A., Karimi, M.A., The Effect of Bonding Time on Dissimilar Joint Properties Between Inconel 625 and AISI 316L Using Transient Liquid Phase Bonding Method with Cu Interlayer, Journal of Materials Engineering and Performance, Volume 3, pp. 3311-3325, 2022.##18- بینش بهزاد، میرزایی سیما، تقی اهری امین. تأثیر دمای اتصال بر ریزساختار و رفتار خوردگی الکتروشیمیایی اتصال ‌TLP‌ فولاد زنگ نزن آستنیتی ‌۳۰۴L‌‌. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۴۰۰; ۷ (۲) :۸۷-۷۳##19- خرم علی، داودی جمالویی اکبر، جعفری عابد. ارزیابی ریزساختاری و خواص مکانیکی اتصال مشابه ورق سوپر آلیاژ اینکونل ۶۰۰ به روش فاز مایع گذرا . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۶; ۳ (۲) :۱۰۴-۹۰##20- عبدالوند روح الله، عطاپور مسعود، شمعانیان مرتضی، علافچیان علیرضا. امکانپذیری اتصال فاز مایع گذرای فولاد زنگ نزن دو فازی UNS S۳۲۷۵۰ به فولاد آستنیتی AISI ۳۰۴ . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۶; ۳ (۲) :۸-۱##1- Donachie, M.J., Donachie, S.J., “Superalloys A Technical Guide”, 2nd Edition, ASM International, 2002.##2- Ren, W., Swideman, R., “A review paper on aging effects in Alloy 617 for Gen IV Nuclear Reactor applications”, Journal of Pressure Vessel Technology, Vol. 131, 2009.##3- Rahman, S., Priyadarshan, G., Raja, K.S., Nesbitt, C., Misra, M., “Investigation of the secondary phases of alloy 617 by scanning kelvin probe force microscope”, Materials letters, Vol. 62, pp. 2263-2266, 2008.##4-Shankar, V., K.B.S. Rao, and S. Mannan, Microstructure and mechanical properties of Inconel 625 superalloy. Journal of nuclear materials, pp. 222-232, 2001.##5- Mortezaie, A. and M. Shamanian, An assessment of microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar welds between Inconel 718 and 310S austenitic stainless steel. International Journal of Pressure Vessels and Piping, pp. 37-46, 2014.##6- Ramkumar, K.D., et al., Investigations on the microstructure, tensile strength and high temperature corrosion behaviour of Inconel 625 and Inconel 718 dissimilar joints. Journal of Manufacturing Processes, pp. 306-32,2017.##7- لیپولد، ج. و کوتکی، د.، ترجمه شمعانیان، م. و رحمتی، م.، متالورژی جوشکاری و جوش‌پذیری فولادهای زنگ نزن، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1378.##8- Kim, Y. J., Phase transformations in cast duplex stainless steels, Materials Science and Technology, pp. 685-700, 1992.##9- Nilsson, J.-O., Super duplex stainless steels. Materials science and technology, pp. 685-700, 1992.##10- Emami, M., B. Binesh, and J.M. Heydarzadeh, Analysis of microstructure, kinetics of isothermal solidification and mechanical properties of IN718/MBF-20/SS316L TLP joints. Philosophical Magazine, pp. 1726-1749, 2021.##11- میثاقی، م.، اتصال فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 321 از طریق اتصال فاز مایع گذرا با دولایه واسط MBF20 وMBF30، پایان نامه کارشناسی ارشد،1393.##12- Doroudi, A., et al., Effect of the isothermal solidification completion on the mechanical properties of Inconel 625 transient liquid phase bond by changing bonding temperature. Journal of Materials Research and Technology, pp. 10355-10365, 2020.##13- قاسمی رسول، حشمت دهکردی ابراهیم، شمعانیان اصفهانی مرتضی. ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرهمجنس اینکولوی ۸۲۵ به فولاد زنگ نزن ۳۱۶ . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۵; ۲ (۱) :۳۱-۲۱##14- Cao, J., et al., Effects of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of TLP bonded Inconel718 superalloy. Materials Science and Engineering: A, pp. 1-6,2014.##15- Paidar, M., Ashraff Ali, K.S., Ojo, O.O., Mohanavel, V., Vairamuthu, J., Ravichandran, M., Diffusion brazing of Inconel 617 and 321 stainless steel by using AMS 4772 Ag interlayer, Journal of Manufacturing Processes 61, pp. 383-395, 2021. ##16- Peng, Y., Li, C., Li, H., Liu, Y., Effect of interlayer on microstructure and mechanical properties of diffusional-bonded Ni3Al-based superalloy/S31042 steel joint, Journal of Manufacturing Processes 72, pp. 252-261, 2021.##17- Ajabshir, M., Shamanian, M., Ashrafi, A., Karimi, M.A., The Effect of Bonding Time on Dissimilar Joint Properties Between Inconel 625 and AISI 316L Using Transient Liquid Phase Bonding Method with Cu Interlayer, Journal of Materials Engineering and Performance, Volume 3, pp. 3311-3325, 2022.##18- بینش بهزاد، میرزایی سیما، تقی اهری امین. تأثیر دمای اتصال بر ریزساختار و رفتار خوردگی الکتروشیمیایی اتصال ‌TLP‌ فولاد زنگ نزن آستنیتی ‌۳۰۴L‌‌. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۴۰۰; ۷ (۲) :۸۷-۷۳##19- خرم علی، داودی جمالویی اکبر، جعفری عابد. ارزیابی ریزساختاری و خواص مکانیکی اتصال مشابه ورق سوپر آلیاژ اینکونل ۶۰۰ به روش فاز مایع گذرا . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۶; ۳ (۲) :۱۰۴-۹۰##20- عبدالوند روح الله، عطاپور مسعود، شمعانیان مرتضی، علافچیان علیرضا. امکانپذیری اتصال فاز مایع گذرای فولاد زنگ نزن دو فازی UNS S۳۲۷۵۰ به فولاد آستنیتی AISI ۳۰۴ . علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۶; ۳ (۲) :۸-۱ ##

بررسی اثر آماده سازی سطح بر روی کیفیت اتصالات چسبی پلیمرهای گرماسخت تقویت شده با الیاف شیشه Investigation of the effect of surface preparation on the quality of adhesive bonds of thermoset polymers reinforced with glass fibers 1 1 امروزه استفاده از مواد مرکب به دلیل خواص ویژه استحکامی وهمچنین سایر ویژگی‌های منحصر به فرد در صنایع مختلف افزایش یافته است. یکی از موارد مهم در حین ساخت و مونتاژ این‌گونه مواد، اتصال آن‌ها به همدیگر می‌باشد. در این مقاله اتصال قطعات گرماسخت با آماده‌سازی سطحی به کمک پرتولیزر مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی بررسی مکانیزم‌های چسبندگی سطحی بهتراتصال نسبت به سطح ساده و همچنین ایجاد رویکردهای عملی جهت افزایش قدرت چسبندگی اتصال قطعات گرماسخت و استفاده از این فرایند به عنوان تکنیک مقرون به صرفه است. کامپوزیت‌ها از رزین اپوکسی گرما سخت (که بعد از 12 ساعت در دمای محیط سخت می‌شوند) و از الیاف دو بعدی بافته شده‌ شیشه ساخته و بعد از گرمادهی حجمی با دمای 180تا200درجه سانتی‌گراد توسط چسب متصل شدند. در این پژوهش سطح همپوشانی قطعه توسط لیزر در الگوهای دایره‌ای حکاکی شده و قطعات خام به صورت پولیش دستی و سایش مکانیکی آماده شدند. نتایج حاصل نشان می‌دهند که با بررسی اثر زبری سطح و ضخامت کامپوزیت بر استحکام اتصال، بیشترین مقدار استحکام برشی مربوط به سطح زبر در مقایسه با دیگر روش‌های آماده‌سازی است که در نمونه‌های مزبور، نیروی 450 نیوتن می‌باشد. آماده سازی سطح مقدار نفوذ چسب در قطعات را افزایش داده و استحکام کششی را گسترش می‌دهد. 2 Todays, application of composite materials has been increased in various industries due to their special strength properties and also other unique features. One of the important things during making of such materials, is their connection to each other. In this article, the Joining of heat-hardened parts with surface preparation with the help of laser, simple and rough, has been investigated. The main goal is to investigate the better surface adhesion mechanisms of the connection compared to the simple surface, as well as to create practical approaches to increase the adhesion strength of the thermosetting parts. The composites were made of heat-hardened epoxy resin (which hardens after 12 hours at room temperature) and two-dimensional woven glass fibers and were connected by glue after volume heating at a temperature of 180-200 degree Celsius. In this research, the overlapping surface of the part was engraved by laser in circular patterns. The raw parts were prepared by manual polishing and mechanical abrasion. The results show that by examining the effect of surface roughness and composite thickness, the highest value of shear strength is related to the surface roughness compared to other preparation methods. Surface preparation increases the amount of adhesive penetration in the parts and expands the tensile strength. The thickness also has a conditional effect on the strength of the connection.   113 122 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/12022/03/102022/07/22022/05/29 1401/3/8 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/42022/08/92022/07/242022/08/9 1401/5/18 حامد تیربند H. tirband دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. ایران hamedtirband@gmail.com داود اکبری D. Akbari دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. ایران daakbari@modares.ac.ir میلاد ساده M. Sadeh دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. ایران milad.sadeh@atiabzarpishro.com Thermoset joints - Adhesive bond - Surface preparation - Tensile strength اتصالات گرماسخت- اتصال چسبی – آماده سازی سطحی - استحکام برشی [1]M. Najafi, M. Golzar, M. Sadeghi, Experimental evaluation of joint strength in polypropylene- glass fiber reinforced composites under tensile load, Iranian Journal of Manufacturing Engineering, Vol. 6, No. 2, pp. 39-46, 2019 (in Persian)##[2]Dillard, D.A., Advances in structural adhesive bonding, Woodhead, Cornwall,2010.##[3]Khalili, S. M. R., Tavakolian , M., Sarabi, A., “Mechanical properties of nanoclay reinforced epoxy adhesive bonded joints made with composite materials”, Journal of Adhesion Science and Technology, Taylor & Francis, 24, 1917–1928, 2010.##[4]M.M. Shahryarifard, M. Golzar and M. Safarabadi, NovelParameters in Load Capacity and Failure of Coaxial Steel Tubes Jointed byWrapped GFRP Sleeve, International Journal of Adhesion and Adhesives##[5]Meng Hou, Thermoplastic Adhesive for Thermosetting Composites Meng, School of Mechanical and Mining Engineering, University of Queensland, Brisbane, QLD 4072, Australia,2012##[6]Novak, I. and Florian, S. (1995). Adhesive Properties of Polypropylene Modified by Electric Discharge, Journal of Materials Science Letters, 14(14); 1021-1022.##[7]Novak, I. and Chodak, I. (1995). Effect of Grafting on Polypropylene Adhesive Characteristics, Journal of Materials Science Letters, 14(18): 1298–1299##[8]M.O.W. Richardson, J.M. Ferreira, P.N.B. Reis., Effect of the Surface Preparation on PP Reinforced Glass Fiber Adhesive Lap Joints Strength##[9]Molitor, P., Barron, V. and Young, T. (2001). Surface Treatment of Titanium for Adhesive Bonding to Polymer Composites: A Review, International Journal of Adhesion and Adhesives, 21(2): 129–36. ##[10]Morris, C.E.M. (1971). Adhesive Bonding of Polypropylene, Journal of Applied##Polymer Science, 15(2): 501-505 ##[11]Piotr Symaszko, Mateusz Łukasik, Paweł Orzechowski, Janusz Lisiecki, Dominik Nowakowski, infleunce of surface preparation in composite bonded joints##[12]Fathiad Asgari Mehrabadi, Experimental and Numerical Failure Analysis of##Adhesive Composite Joints Journal of Adhesion Science and Technology, 14(8): 1085–102. ## [13]Liston, E.M. (1989). Plasma Treatment for Improved Bonding: A Review, The##Journal of Adhesion, 30(1 & 4): 199–218. ## [14] Strobel, M., Branch, MC., Ulsh, M., Kapaun, R.S., Kirk, S. and Lyons, C.S.(1996). Flame Surface Modification of Polypropylene, Journal of Adhesion Science and Technology, 10(6): 515–539.##Today, the use of composites has increased in various industries due to its special strength properties as well as other unique properties. One of the important things when making such materials is to connect them to each other. In this paper, the connection of thermoset parts with surface preparation with the help of portolizer, simple and rough has been investigated. The composites were made of heat-resistant epoxy resin (which hardens after 12 hours at room temperature) and of two-dimensional woven fibers of glass, and after volumetric heating at 180 to 200 ° C were bonded by adhesive. In this research, the overlap surface of the part was engraved by laser in circular patterns and the raw parts were prepared by manual polishing and mechanical abrasion, and epoxy resin adhesive was used to make the composites. The effect of surface roughness and composite thickness on the strength of ultrasonic welding was also investigated. The results show that the highest shear strength is related to the surface roughness. Thickness does not have a significant effect on the strength of the joint, but the type of surface preparation is effective on the maximum tolerance of the shear strength of the parts. ##

تاثیر فلز پرکننده بر ریزساختار و رفتار خوردگی فولاد AISI 316L جوشکاری شده با استفاده از فرایند GTAW Effect of filler metal on microstructure and corrosion behavior of welded AISI 316L using GTAW process 1 1 در این مطالعه اثر فلزپرکننده بر خواص ریزساختاری و رفتار خوردگی ناحیه جوشکاری فولاد AISI 316L مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت انجام عملیات جوشکاری ورق­های تهیه شده از فولاد AISI 316L، فرایند جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW) و دو فلزپرکننده ER 316L و ER 312 به کار گرفته شد. ریزساختار به دست آمده با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص خوردگی قطعات نیز در محلول NaCl %5/3 و یک سل سه الکترودی انجام شد. آزمون پتانسیل مدار باز و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک بر روی ناحیه اتصال قطعات جوشکاری شده و فلزپایه انجام پذیرفت. مطالعات ریزساختاری نشان دادند که فلزجوش حاصل از هر دو فلزپرکننده ریزساختاری متشکل از دو فاز آستنیت و فریت دارند. براساس اطلاعات به دست آمده از آزمون ریزسختی مشخص شد که فلزجوش حاصل از فلزپرکننده ER 312 سختی بالاتری نسبت به فلزجوش حاصل از فلزپرکننده ER 316L از خود نشان داده است. ارزیابی‌های خوردگی نیز نشان می­دهند که فلزجوش حاصل از دو فلزپرکننده نرخ خوردگی کمتری را با توجه به میزان کروم بیشتر و فریت بالاتر نسبت به فلزپایه دارد. همچنین پایین­تر بودن جریان خوردگی فلزجوش ER 312 نسبت به فلزجوش ER 316L به همین دلیل است. در مقابل فلزپایه نسبت به دو فلزجوش حاصل از دو فلزپرکننده نتایج خوردگی حفره­ای بهتری را با توجه به آزمون‌های الکتروشیمیایی و نیز بررسی سطوح با استفاده از میکروسکوپ نوری پس از این آزمایش­ها نشان داده است که این نتایج به سبب وجود دو فاز آستنیت و فریت در مجاورت یکدیگر در فلز­های جوش و تشدید خوردگی گالوانیکی با توجه به تخلیه فاز آستنیتی از کروم و مولیبدن است.   2 The influence of filler metals on the microstructure and corrosion behavior of AISI 316L welds was investigated. Gas Tungsten Arc welding (GTAW) process was applied to join the AISI 316L plates using ER 316L and ER 312 filler metals. The obtained microstructures were characterized by optical metallography and scanning electron microscope (SEM). Corrosion assessments were conducted in 3.5% NaCl using a three electrode cell.  Open circuit potential and potentiodynamic polarization examinations were conducted on the welds and base metal. Microstructural evaluations indicated that a combination of austenite and ferrite phases was formed in the welds fabricated by both filler metals. Based on the micro hardness tests, the weld fabricated by ER 312 filler exhibited superior harness compared to the ER 316L weld. Corrosion evaluations also show that the weld metal obtained from two filler metals has a lower corrosion rate due to the higher amount of chromium and higher ferrite compared to the base metal. Also, the lower corrosion current of ER 312 weld metal compared to ER 316L weld metal is for this reason. In contrast to the base metal compared to the two welding metals, the result of the two filler metals has shown better pitting corrosion results according to the electrochemical tests and also the examination of the surfaces using an optical microscope after these tests, that these results are due to The presence of two phases of austenite and ferrite in the vicinity of each other in weld metals and the intensification of galvanic corrosion is due to the discharge of the austenite phase from chromium and molybdenum.   123 136 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/12022/03/102022/07/22022/05/292022/07/3 1401/4/12 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/42022/08/92022/07/242022/08/92022/08/9 1401/5/18 صادق ورمزیار S. Varmaziar دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران. ایران sadegh.varmazyar@ma.iut.ac.ir مسعود عطاپور M. Atapour دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران. ایران m.atapour@cc.iut.ac.ir یولاندا هدبرگ Y. Hedberg دانشگاه وسترن، اونتاریو، لندن، کانادا کانادا yhedberg@uwo.ca Welding Corrosion Filler Metal Microstructure جوشکاری خوردگی فلز پرکننده ریزساختار 1- J. R. Davis, Stainless steels. ASM international, 1994.##2-V. G. Rivlin and G. V Raynor, “1: Critical evaluation of constitution of chromium-iron-nickel system,” Int. Met. Rev., vol. 25, no. 1, pp. 21–40, Jan. 1980.##3-H. Khatak and B. Raj, Corrosion of austenitic stainless steels: mechanism, mitigation and monitoring. Woodhead publishing, 2002.##4-N. Kumar, M. Mukherjee, and A. Bandyopadhyay, “Comparative study of pulsed Nd: YAG laser welding of AISI 304 and AISI 316 stainless steels,” Opt. Laser Technol., vol. 88, pp. 24–39, 2017.##5-S. Kou, “Welding metallurgy,” New Jersey, USA, pp. 431–446, 2003.##6-K. Devendranath Ramkumar, P. Maruthi Mohan Reddy, B. Raja Arjun, A. Choudhary, A. Srivastava, and N. Arivazhagan, “Effect of filler metals on the weldability and mechanical properties of multi-pass PCGTA weldments of AISI 316L,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 24, no. 4, pp. 1602–1613, 2015.##7-S. Varmaziar, M. Atapour, and Y. S. Hedberg, “Corrosion and metal release characterization of stainless steel 316L weld zones in whey protein solution,” npj Mater. Degrad., vol. 6, no. 1, pp. 1–9, 2022.##8-K. D. Ramkumar, A. Chandrasekhar, A. K. Singh, S. Ahuja, and N. Arivazhagan, “Effect of filler metals on the structure–property relationships of continuous and pulsed current GTA welds of AISI 430 and AISI 904L,” Metallogr. Microstruct. Anal., vol. 4, no. 6, pp. 525–541, 2015.##9-S. M. Rafiaei and G. Eslami, “Welding of titanium base alloys by tungsten-gas pulse arc process (PCGTAW) and investigation of frequency effect on microstructure and mechanical properties - iut-jwsti, vol. 7, no. 2,pp. 39–46, Jan. 2022.##10-R. Dehmolaei, M. S. Raeisi Sarani, and K. Ranjbar, “The evaluation of microstructure and mechanical properties of API 5L X80/DSS 2205 weld metals produced by PCGTAW,” iut-jwsti, vol. 6, no. 2, pp. 91–102, Dec. 2020.##11-M. Atapour, Z. Wei, H. Chaudhary, C. Lendel, I. Odnevall Wallinder, and Y. Hedberg, “Metal release from stainless steel 316L in whey protein - And simulated milk solutions under static and stirring conditions,” Food Control, vol. 101, pp. 163–172, 2019.##12-W. Chuaiphan and L. Srijaroenpramong, “Microstructure, mechanical properties and pitting corrosion of TIG weld joints alternative low-cost austenitic stainless steel grade 216,” J. Adv. Join. Process., vol. 2, p. 100027, 2020.##13-G. Shit, M. V Kuppusamy, and S. Ningshen, “Corrosion resistance behavior of GTAW welded AISI type 304L stainless steel,” Trans. Indian Inst. Met., vol. 72, no. 12, pp. 2981–2995, 2019.##14-J. C. Lippold and D. J. Kotecki, Welding metallurgy and weldability of stainless steels. 2005.##15-H. Inoue and T. Koseki, “Solidification mechanism of austenitic stainless steels solidified with primary ferrite,” Acta Mater., vol. 124, pp. 430–436, 2017.##16-J. W. Fu, Y. S. Yang, and J. J. Guo, “Formation of a blocky ferrite in Fe–Cr–Ni alloy during directional solidification,” J. Cryst. Growth, vol. 311, no. 14, pp. 3661–3666, 2009.##17-M. A. Valiente Bermejo and S. Wessman, “Computational thermodynamics in ferrite content prediction of austenitic stainless steel weldments,” Weld. World, vol. 63, no. 3, pp. 627–635, 2019.##18-S. BA and S. S Mohammed, “Influence of Welding Process and Electrode Material on the Corrosion Characteristics of AISI 304 and AISI 316 Weldments,” Eng. Res. Journal-Faculty Eng., vol. 45, no. 1, pp. 7–12, 2021.##19-S. Wessman, “Evaluation of the WRC 1992 diagram using computational thermodynamics,” Weld. World, vol. 57, no. 3, pp. 305–313, 2013.##20-H. Bhadeshia, “Phase transformations contributing to the properties of modern steels,” Bull. polish Acad. Sci. Tech. Sci., vol. 58, no. 2, pp. 255–265, 2010.##21- K. Devendranath Ramkumar et al., “Microstructure evolution, structural integrity, and hot corrosion performance of nitrogen-enhanced stainless steel welds,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 28, no. 9, pp. 5806–5819, 2019.##22- I. Rasouli and M. Rafiei, “The effect of chemical composition of filler metal on properties of dissimilar joint between AISI316 and AISI430 steels welded by GTAW,” Metall. Eng., vol. 21, no. 1, pp. 54–71, 2018.##23- R. Badji, M. Bouabdallah, B. Bacroix, C. Kahloun, B. Belkessa, and H. Maza, “Phase transformation and mechanical behavior in annealed 2205 duplex stainless steel welds,” Mater. Charact., vol. 59, no. 4, pp. 447–453, 2008.##24- I. Rasouli and M. Rafiei, “Evaluation of dissimilar joint properties of AISI316 to AISI430 stainless steels produced by GTAW,” iut-jwsti, vol. 4, no. 2, pp. 111–126, Jan. 2019.##25- B.A. Salman and S. S. Mohammed, “Influence of Welding Process and Electrode Material on the Corrosion Characteristics of AISI 304 and AISI 316 Weldments,” Eng. Res. J. - Fac. Eng., vol. 45, no. 1, pp. 7–12, 2020.##26- J. R. Davis, Corrosion of weldments. ASM international, 2006.##27- J. C. Lippold, S. D. Kiser, and J. N. DuPont, Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys. John Wiley & Sons, 2011.##28- E. J. Pavlina and C. J. Van Tyne, “Correlation of yield strength and tensile strength with hardness for steels,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 17, no. 6, pp. 888–893, 2008.##29- G. R. Mirshekari, E. Tavakoli, M. Atapour, and B. Sadeghian, “Microstructure and corrosion behavior of multipass gas tungsten arc welded 304L stainless steel,” Mater. Des., vol. 55, pp. 905–911, 2014.##30-W. DU, Z. Lin, Z. TIAN, P. Yun, and L. XU, “Mechanical properties of arc welding heat-affected zone of high nitrogen steel,” J. Iron Steel Res. Int., vol. 14, no. 5, pp. 263–267, 2007.##31-M. W. Abd Rashid, M. Gakim, Z. M. Rosli, and M. A. Azam, “Formation of Cr23C6 during the sensitization of AISI 304 stainless steel and its effect to pitting corrosion,” Int. J. Electrochem. Sci, vol. 7, pp. 9465–9477, 2012.##32- C.-C. Hsieh, D.-Y. Lin, M.-C. Chen, and W. Wu, “Microstructure, recrystallization, and mechanical property evolutions in the heat-affected and fusion zones of the dissimilar stainless steels,” Mater. Trans., vol. 48, no. 11, pp. 2898–2902, 2007.##33-M. S. Sanusi, S. R. Shamsudin, A. Rahmat, and R. Wardan, “Electrochemical corrosion behaviours of AISI 304 austenitic stainless steel in NaCl solutions at different pH,” in AIP conference proceedings, 2018, vol. 2030, no. 1, p. 20116.##34-Y. Zhang, J. You, J. Lu, C. Cui, Y. Jiang, and X. Ren, “Effects of laser shock processing on stress corrosion cracking susceptibility of AZ31B magnesium alloy,” Surf. Coatings Technol., vol. 204, no. 24, pp. 3947–3953, 2010.##35- S. Varmaziar, H. Mostaan, M. Rafiei, and M. Yeganeh, “Welding and Corrosion Behavior of AISI H13 Welds: The Effect of Filler Metal on the Microstructural Evolutions,” Arch. Metall. Mater., vol. 66, 2021.##36-P. H. Chong, Z. Liu, X. Y. Wang, and P. Skeldon, “Pitting corrosion behaviour of large area laser surface treated 304L stainless–steel,” Thin Solid Films, vol. 453–454, pp. 388–393, 2004.##37- M. S. Jellesen, “Tribocorrosion properties of metallic materials and effects of metal release.” PhD Thesis, 2007.##38- L. Borgese et al., “A new non-destructive method for chemical analysis of particulate matter filters: The case of manganese air pollution in Vallecamonica (Italy),” Talanta, vol. 84, no. 1, pp. 192–198, 2011.##39-Y. Jiang, H. Tan, Z. Wang, J. Hong, L. Jiang, and J. Li, “Influence of Creq/Nieq on pitting corrosion resistance and mechanical properties of UNS S32304 duplex stainless steel welded joints,” Corros. Sci., vol. 70, pp. 252–259, 2013.##40-Z. Zhang, H. Jing, L. Xu, Y. Han, and L. Zhao, “The influence of microstructural evolution on selective corrosion in duplex stainless steel flux-cored arc welded joints,” Corros. Sci., vol. 120, pp. 194–210, 2017.##41-M. Dadfar, M. H. Fathi, F. Karimzadeh, M. R. Dadfar, and A. Saatchi, “Effect of TIG welding on corrosion behavior of 316L stainless steel,” Mater. Lett., vol. 61, no. 11, pp. 2343–2346, 2007.##1- J. R. Davis, Stainless steels. ASM international, 1994.##2-V. G. Rivlin and G. V Raynor, “1: Critical evaluation of constitution of chromium-iron-nickel system,” Int. Met. Rev., vol. 25, no. 1, pp. 21–40, Jan. 1980.##3-H. Khatak and B. Raj, Corrosion of austenitic stainless steels: mechanism, mitigation and monitoring. Woodhead publishing, 2002.##4-N. Kumar, M. Mukherjee, and A. Bandyopadhyay, “Comparative study of pulsed Nd: YAG laser welding of AISI 304 and AISI 316 stainless steels,” Opt. Laser Technol., vol. 88, pp. 24–39, 2017.##5-S. Kou, “Welding metallurgy,” New Jersey, USA, pp. 431–446, 2003.##6-K. Devendranath Ramkumar, P. Maruthi Mohan Reddy, B. Raja Arjun, A. Choudhary, A. Srivastava, and N. Arivazhagan, “Effect of filler metals on the weldability and mechanical properties of multi-pass PCGTA weldments of AISI 316L,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 24, no. 4, pp. 1602–1613, 2015.##7-S. Varmaziar, M. Atapour, and Y. S. Hedberg, “Corrosion and metal release characterization of stainless steel 316L weld zones in whey protein solution,” npj Mater. Degrad., vol. 6, no. 1, pp. 1–9, 2022.##8-K. D. Ramkumar, A. Chandrasekhar, A. K. Singh, S. Ahuja, and N. Arivazhagan, “Effect of filler metals on the structure–property relationships of continuous and pulsed current GTA welds of AISI 430 and AISI 904L,” Metallogr. Microstruct. Anal., vol. 4, no. 6, pp. 525–541, 2015.##9-S. M. Rafiaei and G. Eslami, “Welding of titanium base alloys by tungsten-gas pulse arc process (PCGTAW) and investigation of frequency effect on microstructure and mechanical properties - iut-jwsti, vol. 7, no. 2,pp. 39–46, Jan. 2022.##10-R. Dehmolaei, M. S. Raeisi Sarani, and K. Ranjbar, “The evaluation of microstructure and mechanical properties of API 5L X80/DSS 2205 weld metals produced by PCGTAW,” iut-jwsti, vol. 6, no. 2, pp. 91–102, Dec. 2020.##11-M. Atapour, Z. Wei, H. Chaudhary, C. Lendel, I. Odnevall Wallinder, and Y. Hedberg, “Metal release from stainless steel 316L in whey protein - And simulated milk solutions under static and stirring conditions,” Food Control, vol. 101, pp. 163–172, 2019.##12-W. Chuaiphan and L. Srijaroenpramong, “Microstructure, mechanical properties and pitting corrosion of TIG weld joints alternative low-cost austenitic stainless steel grade 216,” J. Adv. Join. Process., vol. 2, p. 100027, 2020.##13-G. Shit, M. V Kuppusamy, and S. Ningshen, “Corrosion resistance behavior of GTAW welded AISI type 304L stainless steel,” Trans. Indian Inst. Met., vol. 72, no. 12, pp. 2981–2995, 2019.##14-J. C. Lippold and D. J. Kotecki, Welding metallurgy and weldability of stainless steels. 2005.##15-H. Inoue and T. Koseki, “Solidification mechanism of austenitic stainless steels solidified with primary ferrite,” Acta Mater., vol. 124, pp. 430–436, 2017.##16-J. W. Fu, Y. S. Yang, and J. J. Guo, “Formation of a blocky ferrite in Fe–Cr–Ni alloy during directional solidification,” J. Cryst. Growth, vol. 311, no. 14, pp. 3661–3666, 2009.##17-M. A. Valiente Bermejo and S. Wessman, “Computational thermodynamics in ferrite content prediction of austenitic stainless steel weldments,” Weld. World, vol. 63, no. 3, pp. 627–635, 2019.##18-S. BA and S. S Mohammed, “Influence of Welding Process and Electrode Material on the Corrosion Characteristics of AISI 304 and AISI 316 Weldments,” Eng. Res. Journal-Faculty Eng., vol. 45, no. 1, pp. 7–12, 2021.##19-S. Wessman, “Evaluation of the WRC 1992 diagram using computational thermodynamics,” Weld. World, vol. 57, no. 3, pp. 305–313, 2013.##20-H. Bhadeshia, “Phase transformations contributing to the properties of modern steels,” Bull. polish Acad. Sci. Tech. Sci., vol. 58, no. 2, pp. 255–265, 2010.##21- K. Devendranath Ramkumar et al., “Microstructure evolution, structural integrity, and hot corrosion performance of nitrogen-enhanced stainless steel welds,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 28, no. 9, pp. 5806–5819, 2019.##22- I. Rasouli and M. Rafiei, “The effect of chemical composition of filler metal on properties of dissimilar joint between AISI316 and AISI430 steels welded by GTAW,” Metall. Eng., vol. 21, no. 1, pp. 54–71, 2018.##23- R. Badji, M. Bouabdallah, B. Bacroix, C. Kahloun, B. Belkessa, and H. Maza, “Phase transformation and mechanical behavior in annealed 2205 duplex stainless steel welds,” Mater. Charact., vol. 59, no. 4, pp. 447–453, 2008.##24- I. Rasouli and M. Rafiei, “Evaluation of dissimilar joint properties of AISI316 to AISI430 stainless steels produced by GTAW,” iut-jwsti, vol. 4, no. 2, pp. 111–126, Jan. 2019.##25- B.A. Salman and S. S. Mohammed, “Influence of Welding Process and Electrode Material on the Corrosion Characteristics of AISI 304 and AISI 316 Weldments,” Eng. Res. J. - Fac. Eng., vol. 45, no. 1, pp. 7–12, 2020.##26- J. R. Davis, Corrosion of weldments. ASM international, 2006.##27- J. C. Lippold, S. D. Kiser, and J. N. DuPont, Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys. John Wiley & Sons, 2011.##28- E. J. Pavlina and C. J. Van Tyne, “Correlation of yield strength and tensile strength with hardness for steels,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 17, no. 6, pp. 888–893, 2008.##29- G. R. Mirshekari, E. Tavakoli, M. Atapour, and B. Sadeghian, “Microstructure and corrosion behavior of multipass gas tungsten arc welded 304L stainless steel,” Mater. Des., vol. 55, pp. 905–911, 2014.##30-W. DU, Z. Lin, Z. TIAN, P. Yun, and L. XU, “Mechanical properties of arc welding heat-affected zone of high nitrogen steel,” J. Iron Steel Res. Int., vol. 14, no. 5, pp. 263–267, 2007.##31-M. W. Abd Rashid, M. Gakim, Z. M. Rosli, and M. A. Azam, “Formation of Cr23C6 during the sensitization of AISI 304 stainless steel and its effect to pitting corrosion,” Int. J. Electrochem. Sci, vol. 7, pp. 9465–9477, 2012.##32- C.-C. Hsieh, D.-Y. Lin, M.-C. Chen, and W. Wu, “Microstructure, recrystallization, and mechanical property evolutions in the heat-affected and fusion zones of the dissimilar stainless steels,” Mater. Trans., vol. 48, no. 11, pp. 2898–2902, 2007.##33-M. S. Sanusi, S. R. Shamsudin, A. Rahmat, and R. Wardan, “Electrochemical corrosion behaviours of AISI 304 austenitic stainless steel in NaCl solutions at different pH,” in AIP conference proceedings, 2018, vol. 2030, no. 1, p. 20116.##34-Y. Zhang, J. You, J. Lu, C. Cui, Y. Jiang, and X. Ren, “Effects of laser shock processing on stress corrosion cracking susceptibility of AZ31B magnesium alloy,” Surf. Coatings Technol., vol. 204, no. 24, pp. 3947–3953, 2010.##35- S. Varmaziar, H. Mostaan, M. Rafiei, and M. Yeganeh, “Welding and Corrosion Behavior of AISI H13 Welds: The Effect of Filler Metal on the Microstructural Evolutions,” Arch. Metall. Mater., vol. 66, 2021.##36-P. H. Chong, Z. Liu, X. Y. Wang, and P. Skeldon, “Pitting corrosion behaviour of large area laser surface treated 304L stainless–steel,” Thin Solid Films, vol. 453–454, pp. 388–393, 2004.##37- M. S. Jellesen, “Tribocorrosion properties of metallic materials and effects of metal release.” PhD Thesis, 2007.##38- L. Borgese et al., “A new non-destructive method for chemical analysis of particulate matter filters: The case of manganese air pollution in Vallecamonica (Italy),” Talanta, vol. 84, no. 1, pp. 192–198, 2011.##39-Y. Jiang, H. Tan, Z. Wang, J. Hong, L. Jiang, and J. Li, “Influence of Creq/Nieq on pitting corrosion resistance and mechanical properties of UNS S32304 duplex stainless steel welded joints,” Corros. Sci., vol. 70, pp. 252–259, 2013.##40-Z. Zhang, H. Jing, L. Xu, Y. Han, and L. Zhao, “The influence of microstructural evolution on selective corrosion in duplex stainless steel flux-cored arc welded joints,” Corros. Sci., vol. 120, pp. 194–210, 2017.##41-M. Dadfar, M. H. Fathi, F. Karimzadeh, M. R. Dadfar, and A. Saatchi, “Effect of TIG welding on corrosion behavior of 316L stainless steel,” Mater. Lett., vol. 61, no. 11, pp. 2343–2346, 2007. ##

بررسی تاثیرپذیری نوع پرکننده بر کیفیت جوش فولاد نایترایدینگ DIN 34CrAlNi7 در شرایط نیتروژن دهی شده سطحی با استفاده از روش قوسی تنگستن-گاز The effect of filler metal type on the quality of gas tungsten arc welded DIN 34CrAlNi7 nitriding steel in the nitrided condition 1 1 در این پژوهش فولاد نایترایدینگ DIN 34CrAlNi7 در دو حالت قبل و بعد از نیتروژن دهی سطحی با فرآیند قوسی تنگستن-گاز، توسط دو نوع پرکننده (L 309ER و 312ER) مورد بررسی قرار گرفتند. هدف از این پژوهش بررسی بهترین شرایط برای جوشکاری، (قبل یا بعد ازنیتروژن­‌دهی) و­نیز انتخاب بهترین فلز پرکننده بود. ریزساختار اتصال با استفاده از میکروسکوپ نوری موردبررسی قرار گرفت. همچنین به‌منظور ارزیابی خواص مکانیکی از آزمایش استحکام کششی استفاده شد. سطوح شکست اتصالات نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موردمطالعه قرار گرفت. جوشکاری این فولادها با پر­کننده L309ER با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، فقط در حالت قبل از نیتروژن دهی مجاز است. در حالتی که سطوح لبه اتصال نیتروژن دهی شده باشد به علت تغییرات ریز­ساختاری در فلز جوش نمی‏‌تواند در شرایط سرویس پاسخ قابل قبولی ارائه دهد. اما نتایج نمونه‏‌های جوشکاری شده با فلز پرکننده 312ER نشان داد درصورتی‌که درصد امتزاج فلز پایه به مقدار کمتر از ۳۰ درصد باشد می‏‌توان از این نوع پرکننده برای جوشکاری فلزات پایه در هر دو حالت قبل و بعد از نیتروژن دهی استفاده کرد.   2 In this study, DIN 34CrAlNi7 Nitriding steel in two states before and after nitriding, were welded by tungsten-gas arc welding process using two types of fillers (ER309L and ER312). The aim of this research was to investigate the best conditions for welding (before or after nitriding) and also to choose the best filler metal. The microstructure of the joint was examined using an optical microscope. A tensile strength test was also used to evaluate the mechanical properties. Fracture surfaces were also studied using a scanning electron microscope (SEM). According to the results Welding of these steels with ER309L filler is allowed only in the pre-nitriding state. If the base metal is nitriding, due to microstructural changes in the weld metal, filler metal ER309L cannot be used. However, the results of samples welded with ER312 filler metal show that if the base metal mixing percentage is less than 30%, this filler can be used for welding base metals in both before and after nitriding. 137 149 2021/06/162022/02/272022/02/272022/03/152022/04/292022/04/182022/06/12022/03/102022/07/22022/05/292022/07/32022/06/30 1401/4/9 2021/09/222022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/08/92022/07/42022/08/92022/07/242022/08/92022/08/92022/08/9 1401/5/18 محمدمهدی تقوایی M. M. Taghvaei گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران. ایران m.taghvaei@araku.ac.ir حسین مستعان H. Mostaan گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران. ایران h-mostaan@araku.ac.ir علی سنبلی A. Sonboli گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران. ایران Ali.sonboli@gmail.com حمیدرضا منصوری گواری H. R. Mansouri Gavari گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران. ایران h.gavari@gmail.com Nitriding tungsten-gas arc process filler metal weld metal mixed zone نیتروژن دهی فرایند قوسی تنگستن-گاز فلز پرکننده فلز جوش ناحیه امتزاج [1] Kovacı, H., Seçer, Y., "Improved tribological performance of AISI 316L stainless steel by a combined surface treatment: Surface texturing by selective laser melting and plasma nitriding", Surface and Coatings Technology, Vol. 400, pp. 126178, 2020. ##[2] Voevodin, A.A., Donley, M.S., Zabinski, J.S., "Pulsed laser deposition of diamond-like carbon wear protective coatings: a review", Surface and Coatings Technology, Vol. 92, No. 1, pp. 42–49, 1997. ##[3] Anders, S., Anders, A., Brown, I.G., Wei, B., Komvopoulos, K., Ager, J.W., Yu, K.M., "Effect of vacuum arc deposition parameters on the properties of amorphous carbon thin films", Surface and Coatings Technology, Vol. 68–69, pp. 388–393, 1994. ##[4] Ichimura, S., Takashima, S., Tsuru, I., Ohkubo, D., Matsuo, H., Goto, M., "Application and evaluation of nitriding treatment using active screen plasma", Surface and Coatings Technology, Vol. 374, pp. 210–221, 2019. ##[5] Dong, H., "S-phase surface engineering of Fe-Cr, Co-Cr and Ni-Cr alloys", International Materials Reviews, Vol. 55, No. 2, pp. 65–98, 2010. ##[6] Adachi, S., Ueda, N., "Formation of S-phase layer on plasma sprayed AISI 316L stainless steel coating by plasma nitriding at low temperature", Thin Solid Films, Vol. 523, pp. 11–14, 2012. ##[7] Nagamatsu, H., Ichiki, R., Yasumatsu, Y., Inoue, T., Yoshida, M., Akamine, S., Kanazawa, S., "Steel nitriding by atmospheric-pressure plasma jet using N2/H2 mixture gas", Surface and Coatings Technology, Vol. 225, pp. 26–33, 2013. ##[8] Dehghanghadikolaei, A., Mohammadian, B., Namdari, N., Fotovvati, B., "Abrasive Machining Techniques for Biomedical Device Applications", Vol. 5, pp. 1–11, 2018. ##[9] Mary O Amdur, John Doull, C.D.K., "Casarett and Doull’s toxicology: the basic science of poisons", Journal of occupational and environmental medicine, Vol. 35, No. 1, pp. 76, 1993. ##[10] Fotovvati, B., Namdari, N., Dehghanghadikolaei, A., On Coating Techniques for Surface Protection: A Review, 2019. ##[11] Bankim Chandra Ray, Rajesh Kumar Prusty, D.N., Phase Transformations and Heat Treatments of Steels 1st Edition, 2020. ##[12] Shetty, D.K., Kumar, S., Rao, P., "Effect of Ion Nitriding on the Microstructure and Properties of Maraging Steel (250 Grade)", Surface and Coatings Technology, Vol. 203, pp. 1530–1536, 2009. ##[13] Pye, D., Practical Nitriding and Ferritic Nitrocarburizing, ASM International, 2003. ##[14] اشرفی, ف.ا., صالحی, م., متالورژی سطح و تریبولوژی, انجمن علوم و تکنولوژی سطح ایران, 1374. ##[15] بشارت, ا., عملیات حرارتی: نیترایدینگ و نیتروکربورایزینگ, فدک ایساتیس, 1391. ##[16] Davis, J.R., Surface Hardening of Steels: Understanding the Basics, ASM International, 2002. ##[17] Wegst, M., Stahlschlüssel - Key to Steel 2019, German Edi, French & European Pubns, 2019. ##[18] رحیمی نگار، سعید توحید. مطالعه ریزساختار و ریزسختی جوش فولاد زنگ نزن ۳۱۶L جوشکاری شده به روش TIG, A-TIG, FB-TIG. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۸; ۵ (۲) :۵۰-۳۹##[19] Rayjada, P.A., Raole, P., Jhala, G., "Plasma nitriding on welded joints of AISI 304 stainless steel", Surface and Coatings Technology, pp. 306–311, 2013. ##[20] غلامی محمد، مستعان حسین، نعمت زاده فردین، سنبلی علی. توسعه اتصالات ذوبی غیرمشابه فولاد ۴۱۳۰ به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۲۰۱ و بررسی اثر فلزات پرکننده مختلف با هدف دستیابی به خواص مکانیکی و مشخصه‌های ریزساختاری بهبود یافته با استفاده از روش قوسی تنگستن-گاز. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۷; ۴ (۲) :۱۲-۱##[21] D.L. Olson, T.A. Siewert, S. Liu, G.R.E., ASM Handbook Volume 6: Welding, Brazing, and Soldering, ASM International, 1993. ##[22] صمدی محمدرضا، مستعان حسین، رفیعی مهدی، صالحی مصطفی. بررسی تأثیر متغیرهای جریان پالسی در جوشکاری قوسی تنگستن-گاز آلومینیوم ۵۴۵۶ بر تحولات ریزساختاری، رفتار خوردگی و خواص مکانیکی اتصالات. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۹; ۶ (۱) :۱۴۶-۱۳۳##[23] Nawrocki, J.G., Dupont, J.N., Robino, C.V., Puskar, J.D. and Marder, A.., "The mechanism of stress-relief cracking in a ferritic alloy stee", WELDING JOURNAL-NEW YORK, Vol. 82(2), pp. 25-s, 2003. ##[24] Poorkabirian M, Mostaan H, Rafiei M. The Effect of Filler Metal on Properties of AISI 4130 to AISI 316L Dissimilar Joint. jame. 2017; 36 (2) :33-46.##[1] Kovacı, H., Seçer, Y., "Improved tribological performance of AISI 316L stainless steel by a combined surface treatment: Surface texturing by selective laser melting and plasma nitriding", Surface and Coatings Technology, Vol. 400, pp. 126178, 2020. ##[2] Voevodin, A.A., Donley, M.S., Zabinski, J.S., "Pulsed laser deposition of diamond-like carbon wear protective coatings: a review", Surface and Coatings Technology, Vol. 92, No. 1, pp. 42–49, 1997. ##[3] Anders, S., Anders, A., Brown, I.G., Wei, B., Komvopoulos, K., Ager, J.W., Yu, K.M., "Effect of vacuum arc deposition parameters on the properties of amorphous carbon thin films", Surface and Coatings Technology, Vol. 68–69, pp. 388–393, 1994. ##[4] Ichimura, S., Takashima, S., Tsuru, I., Ohkubo, D., Matsuo, H., Goto, M., "Application and evaluation of nitriding treatment using active screen plasma", Surface and Coatings Technology, Vol. 374, pp. 210–221, 2019. ##[5] Dong, H., "S-phase surface engineering of Fe-Cr, Co-Cr and Ni-Cr alloys", International Materials Reviews, Vol. 55, No. 2, pp. 65–98, 2010. ##[6] Adachi, S., Ueda, N., "Formation of S-phase layer on plasma sprayed AISI 316L stainless steel coating by plasma nitriding at low temperature", Thin Solid Films, Vol. 523, pp. 11–14, 2012. ##[7] Nagamatsu, H., Ichiki, R., Yasumatsu, Y., Inoue, T., Yoshida, M., Akamine, S., Kanazawa, S., "Steel nitriding by atmospheric-pressure plasma jet using N2/H2 mixture gas", Surface and Coatings Technology, Vol. 225, pp. 26–33, 2013. ##[8] Dehghanghadikolaei, A., Mohammadian, B., Namdari, N., Fotovvati, B., "Abrasive Machining Techniques for Biomedical Device Applications", Vol. 5, pp. 1–11, 2018. ##[9] Mary O Amdur, John Doull, C.D.K., "Casarett and Doull’s toxicology: the basic science of poisons", Journal of occupational and environmental medicine, Vol. 35, No. 1, pp. 76, 1993. ##[10] Fotovvati, B., Namdari, N., Dehghanghadikolaei, A., On Coating Techniques for Surface Protection: A Review, 2019. ##[11] Bankim Chandra Ray, Rajesh Kumar Prusty, D.N., Phase Transformations and Heat Treatments of Steels 1st Edition, 2020. ##[12] Shetty, D.K., Kumar, S., Rao, P., "Effect of Ion Nitriding on the Microstructure and Properties of Maraging Steel (250 Grade)", Surface and Coatings Technology, Vol. 203, pp. 1530–1536, 2009. ##[13] Pye, D., Practical Nitriding and Ferritic Nitrocarburizing, ASM International, 2003. ##[14] اشرفی, ف.ا., صالحی, م., متالورژی سطح و تریبولوژی, انجمن علوم و تکنولوژی سطح ایران, 1374. ##[15] بشارت, ا., عملیات حرارتی: نیترایدینگ و نیتروکربورایزینگ, فدک ایساتیس, 1391. ##[16] Davis, J.R., Surface Hardening of Steels: Understanding the Basics, ASM International, 2002. ##[17] Wegst, M., Stahlschlüssel - Key to Steel 2019, German Edi, French & European Pubns, 2019. ##[18] رحیمی نگار، سعید توحید. مطالعه ریزساختار و ریزسختی جوش فولاد زنگ نزن ۳۱۶L جوشکاری شده به روش TIG, A-TIG, FB-TIG. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۸; ۵ (۲) :۵۰-۳۹##[19] Rayjada, P.A., Raole, P., Jhala, G., "Plasma nitriding on welded joints of AISI 304 stainless steel", Surface and Coatings Technology, pp. 306–311, 2013. ##[20] غلامی محمد، مستعان حسین، نعمت زاده فردین، سنبلی علی. توسعه اتصالات ذوبی غیرمشابه فولاد ۴۱۳۰ به فولاد زنگ نزن آستنیتی ۲۰۱ و بررسی اثر فلزات پرکننده مختلف با هدف دستیابی به خواص مکانیکی و مشخصه‌های ریزساختاری بهبود یافته با استفاده از روش قوسی تنگستن-گاز. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۷; ۴ (۲) :۱۲-۱##[21] D.L. Olson, T.A. Siewert, S. Liu, G.R.E., ASM Handbook Volume 6: Welding, Brazing, and Soldering, ASM International, 1993. ##[22] صمدی محمدرضا، مستعان حسین، رفیعی مهدی، صالحی مصطفی. بررسی تأثیر متغیرهای جریان پالسی در جوشکاری قوسی تنگستن-گاز آلومینیوم ۵۴۵۶ بر تحولات ریزساختاری، رفتار خوردگی و خواص مکانیکی اتصالات. علوم و فناوری جوشکاری ایران. ۱۳۹۹; ۶ (۱) :۱۴۶-۱۳۳##[23] Nawrocki, J.G., Dupont, J.N., Robino, C.V., Puskar, J.D. and Marder, A.., "The mechanism of stress-relief cracking in a ferritic alloy stee", WELDING JOURNAL-NEW YORK, Vol. 82(2), pp. 25-s, 2003. ##[24] Poorkabirian M, Mostaan H, Rafiei M. The Effect of Filler Metal on Properties of AISI 4130 to AISI 316L Dissimilar Joint. jame. 2017; 36 (2) :33-46. ##