Joining of Fe Based Intermetallics to Stainless Steel, Steel, Aluminum Stud by Using Capacitor Discharge Stud Welding

Yıl 2013, Cilt: 13 Sayı: 2, 1 - 9, 01.08.2013

Serhat Güleç Mehmet Çakmakkaya

Öz

Fe-Al intermetallics materials are unique class of materials having characteristics of both metals and ceramics. The high temperature strength and their superior oxidation resistance make intermetallic materials excellent candidates for the use in high temperature component design, however, the use of intermetallics as engineering materials are still limited because of difficulty in production and bad weldability of these materials. In this study, Fe26Al, Fe30Al, Fe33Al and Fe50Al intermetallics were produced by arc melting method and joined to 4 mm Ø stainless steel, aluminum alloy and steel stud by using stud welding method with different welding voltage. XRD and microstructural analysis were conducted to characterize Fe-Al intermetallics and their welding zones formed with stud welding. Weldability of samples was investigated by examining the microstructure of the welding zone. Also, the mechanical testing of welding was performed and it is found that the best joining was between Fe26Al and stainless steel studs. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Anahtar Kelimeler

Fe3Al intermetallics FeAl based intermetallics, Stud welding, stainless Steel

Demir Esaslı İntermetalik Malzemelere Paslanmaz Çelik, Çelik ve Alüminyum Saplamaların Kondansatör Deşarjlı Saplama Kaynağı ile Birleştirilmesi

Öz

Fe-Al intermetalik malzemeler, seramikler ve metallerin sahip olduğu karakteristik özelliklere sahip olan bir malzeme sınıfıdır. Yüksek sıcaklık dayanımı ve oksidasyon dirençleri intermetalik malzemeleri yüksek sıcaklıkların söz konusu olduğu dizaynlar için en iyi aday malzemeler haline getirmiştir, fakat üretimlerinin zor oluşu ve kaynak kabiliyetlerinin kötü oluşundan dolayı Fe-Al intermetalik malzemelerin mühendislik malzemeleri olarak kullanımı sınırlı kalmaktadır. Bu çalışmada, Fe26Al, Fe30Al, Fe33Al ve Fe50Al intermetalikleri ark ergitme yöntemi ile üretilmiştir. Bu malzemeler kondansatör Deşarjlı Saplama kaynağı yöntemiyle farklı kaynak gerilimleri kullanılarak Ø 4 mm çapında paslanmaz çelik, alüminyum ve çelik saplamalarla birleştirilmiştir. Üretilen Fe-Al intermetaliklerin mikroyapı ve XRD analizleri yapıldıktan sonra kaynaklı bölgelerin de analizleri yapılmıştır. Bununla birlikte kaynaklı birleştirmelerin mekanik testleri yapılarak en yüksek mukavemetin Fe26Al intermetalik malzeme ile paslanmaz çelik saplama kaynağında oluştuğu gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Fe3Al intermetalikler FeAl intermetalikler, saplama kaynağı, paslanmaz çelik, çelik, Alüminyum alaşımı

Kaynakça

• Metals Handbook ASM, Metals Park, 1990. Ohio10th edt. Vol.2, 913-939.
• Stoloff, N.S., 1998. Iron Aluminides:present status and future prospects. Materials science and Engineering, A258, 1-4
• Devi, S.C., Sika, V.K., 1996. Nickel and iron aluminides: an overview on properties, processing, and applications.Intermetallics, 4, 357-375.
• Liu, C.T., Stringer, J., Mundy, J.N., Horton, L.L., P. Angelini, P., 1997. Ordered intermetallic alloys: an assessment.Intermetallics,5, 579-596.
• Ergin, N., 2007. Fe-Al intermetalik malzemenin basınç destekli yanma sentezi ile üretimi ve özelliklerinin iyileştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi,Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 102.
• Massalski, T.B., 1986. Binary alloy phase diagrams. Metals Park, USA: ASM International, p. 111.
• Morris, D.G., Morris-Munoz M.A., 1999. The influence of microstructure aluminides.Intermetallics,7, 1121-1129. the ductility of iron
• Ikeda, O., Ohnuma, I., Kainuma, R. and Ihsıda, K., 2001. Phase equilibrium and stability of ordered BCC phase in system.Intermetallics, 9, 755. of the Fe-Al
• Torun, O., Çelikyürek, İ.,Gürler R.,2008. Diffusion bonding of iron aluminides Fe72Al28 using copper interlayer.Material characterization, 59, 852-856.
• Bahadur, A. and Mohanty, O. N., 1991. The development of intermetallics.Journal of Materials Science, 26, 2685-2693.
• Gündoğdu, E., Kurt, A., 2012. Saplama kaynağı ile alüminyum malzemelerin birleştirilmesinde kaynak geriliminin birleşme bölgesine etkisi.2. Uluslararası kaynak teknolojileri konferansı ve sergisi, 108-111
• Selçuk, N., Çakmakkaya, M., ve Talaş,Ş., 2012. Saplama kaynağı ile Farklı Gaz Atmosferinde Bakır kaplı çelik, çelik ve alüminyum saplamaların AL5754, 304 paslanmaz kaynaklanabilirliğinin kaynak teknolojileri konferansı ve sergisi, 96-107.
• araştırması.2. Uluslararası