Demir esaslı intermetalik malzemelere paslanmaz çelik, çelik ve alüminyum saplamaların kondansatör deşarjlı saplama kaynağı ile birleştirilmesi

Abstract

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.

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.