You are here

Ti6Al4V alaşımının gümüş aratabaka kullanılarak difüzyon kaynağı ile birleştirilebilirliği

Joinability of Ti6Al4V alloy by diffusion bonding using Ag interlayer

Journal Name:

Publication Year:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of AuthorFaculty of Author
Abstract (2. Language): 
In this study, pair of Ti6Al4V alloy joined by diffusion welding method using Ag interlayer and the effect on the connections of the welding temperature was investigated. Today, a Ti areas increase on metal- materials industry. Titanium is an element that has high degree of formability property, low density (4.54 g / cm3). Non-magnetic Ti has a higher melting temperature than steel. Ti and its alloys to have high strength, good toughness, low density, biocompatibility and good corrosion resistance properties, such as the due to the space industry and has considerable utility in applications where high performance is required. Therefore, the present study has been used widely used alloy of Ti Ti6Al4V alloy. Studies showed that the resultant joints were composed of Ti substrate, Ti-Ag sold solution. TiAg intermetallic phase, the remnant Ag interlayer, indicating that the TiAg intermetallic phase exhibits no detrimental effect on the strength of the joints. Therefore Ag interlayer is used as an interlayer. Diffusion bonding facilitates the joining of materials to produce components with no abrupt discontinuity in the microstructure and with a minimum of deformation. The process depends on a number of parameters, in particular, bonding temperature, atmosphere, time, pressure, and surface roughness. General alloying problems (brittle phase formation and limited mutual solubility), large difference between the melting points, the differences in thermal conductivity of parent metals, the carbon migration and oxidation are known as principal factors influencing joint integrity of dissimilar metal fusion welding. Within the confines of diffusion bonding mechanism, problems of fusion welding as previously indicated, can be eliminated in dissimilar metal joints. Most combinations of dissimilar metals can be joined by solid-state bonding methods although the alloying between these metals is insignificant. In the study, diffusion welding was carried out diffusion welding apparatus that specially designed constant bonding pressure of 5 MPa, 60 min at constant time and at 750-850 and 950 °C temperature on argon atmosphere. Bonding temperature is chosen as variable parameter. Welding pressure and welding time is kept constant .Samples were kept in the furnace until the furnace temperature drops to 250 °C, then they were kept at room temperature until cool. Furthermore microhardness test was applied in order to observe the changes in the interface to the samples. In order to see the hardness changes in bonding interfaces, sample No. S3 device with Leica MHF-10 (0.05 HV) under 50 g load, hardness measurements were carried out at 50 μm range Microstructure changes that occurred after welding were examined by optical microscope and EDS analysis were performed for element transition in source interface and the determination possible gas. After originated from experiments and investigations, it was observed in all samples of the unrelated. Better than a welded joint in parallel with increased duration was seen to be achieved and has determined that the best connection quality of welded S3 samples that was welding 950 °C temperature. Ag diffusion was observed at rates ranging between 100-140μm towards on the main material for all sample. Ti86Ag7, Ti516Al65Ag78V19, Ti8AgTi10Ag, Ti35Al4Ag4V, Ti463Al53Ag25V19, Ti8Ag and Ti66Al17phases were found to be intense in all specimens according to XRD analysis.
Abstract (Original Language): 
Bu çalışmada Ti6Al4V alaşım çifti Ag ara tabaka kullanılarak difüzyon kaynak yöntemiyle birleştirilmiş ve kaynak sıcaklığının bağlantı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Günümüzde metal-malzeme endüstrisinde Ti’nin kullanım alanları da artmaktadır. Titanyum yüksek derecede şekillendirilebilirlik özelliğine sahip, düşük yoğunluklu (4.54 gr/cm3) bir elementtir. Manyetik olmayan Ti, çeliklerden daha yüksek ergime derecesine de sahiptir. Ti ve alaşımlarının sahip olduğu yüksek dayanım, iyi tokluk, düşük yoğunluk, biyouyum ve iyi korozyon dayanımı gibi özelliklerinden dolayı uzay endüstrisi ve yüksek performansın gerekli olduğu uygulamalarda oldukça fazla kullanım alanına sahiptir. Bu nenenle çalışmamızda Ti alaşımlarından yaygın olarak kullanılan Ti6Al4V alaşımı kullanılmıştır. Çalışmada difüzyon kaynakları, özel olarak hazırlanmış difüzyon kaynak aparatında 5 MPa sabit kaynak basıncı, 60 dk’lık sabit kaynak süresi ve 750-850 ve 950 °C’lik sıcaklıklarda argon atmosferinde yapılmıştır. Kaynak sıcaklığı değişken parametre olarak seçilmiştir. Kaynak sonrası birleşme ara yüzeyinde meydana gelen mikro yapı değişiklikleri optik mikroskop yardımıyla incelenmiş ve kaynak ara yüzeyindeki element geçişleri için EDS analizi ve olası fazların tayini için XRD analizi yapılmıştır. Ayrıca kaynak ara yüzeyindeki sertlik değişimini gözlemlemek amacıyla numunelere mikrosertlik testi uygulanmıştır. Yapılan deney ve incelemeler sonrasında bütün kaynaklı numunelerde, bağlantısız bölgelere rastlanmamıştır. Artan süreye paralel olarak daha iyi bir kaynaklı bağlantının elde edildiği gözlenmiş ve en iyi bağlantı kalitesinin 950 °C sıcaklıkta kaynak yapılan S3 numunesinde olduğu belirlemiştir.
577
586

REFERENCES

References: 

Balasubramanian, M., (2015). Application of Box-
Behnken design for fabrication of titanium alloy
and 304stainlesssteeljointswith silver interlayer
by diffusion bonding, Materials and Design, 77,
161-169.
Barrena M.I., Gómez de Salazar J.M., Merino N.,
Matesanz L., (2008).Characterization of WC–
Co/Ti6Al4V diffusion bonding joints using Ag as
interlayer, Materials Characterization 59, 1407–
1411.
Barrena M.I., Matesanz L., Gómez de Salazar J.M.,
(2009). Al2O3/Ti6Al4V diffusion bonding joints
using Ag–Cu interlayer, Materials
Characterization, 60, 1263–1267.
Beaslack W.A.,Davis J.R., Cross C.E., (1993).
Selection and weld ability of conventional
titanium, 6, pp. 507-523, ASM Metals Handbook.
Dikbaş H., (2012). Ti6Al4V/Ti6Al4V malzeme
çiftinin PTA kaynağında kaynak bölgesinin
incelenmesi, Doktora tezi, F.Ü. Fen Bilimleri
Enstitüsü, Elazığ.
Ferrante M., Pigoretti E. V., (2002). Diffusion
bonding of TI-6AL-4V to AISI 316L stainless
steel: mechanical resistance and interface micro
structure, J. of Materials Sci., 37, 2825 – 2833.
Kejanlı, H., (2007). Toz metalurjisi yöntemiyle
üretilmiş Ni-Ti-Cu alaşımlarının sıvı faz difüzyon
kaynağı ile birleştirilebilirliğinin araştırılması,
Doktora Tezi, F.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü,
Elazığ.
Peng He, Jiuhai Zhang, Ronglin Zhou, Xiaoqiang Li,
(1999). Diffusion bonding technology of a
titanium alloy to a stainless steel web with an Ni
interlayer, Materials Characterization, 43, 287-
292.
Qiang Shen, Huiying Xiang, Guoqiang Luon,
Chuanbin Wang, Meijuan Li, Lianmeng Zhang,
(2014). Microstructure and mechanical properties
of TC4/oxygen-free copper joint with silver
interlayer prepared by diffusion bonding,
Materials Science&Engineering, A596, 45–51.
Qiang Shen, Huiying Xiang, Meijuan Li, Guoqiang
Luo, Yiyu Wang, Chuanbin Wang, Lianmeng
Zhang, (2015). Low Temperature Diffusion
Bonding of Ti-6Al-4V to Oxygen Free Copper
with High Bonding Strength Using Pure Ag
Interlayer, Rare Metal Materials and
Engineering, 44 (11): 2607-2611.
Semiatin S.L., Seetharaman V., Weiss I., (1998).
Hot workability of titanium aluminide alloys-an
overview, Materials Science and Engineering A,
243, 1-24.
Tolun F., Çelik S., (2013). Difüzyon kaynağı ile
birleştirilmiş bakır ve porselenin sonlu elemanlar
yöntemi ile termal ve yapısal analizleri, BAÜ Fen
Bil. Enst. Dergisi, Cilt 15 (1) 92-104.
Yıldırım M.M., Çakan A., (2011). Mühendislik
Malzemeleri III, AC Kardeşler Matbaa
Yayıncılık, ISBN 978-605-61590-8-4, 96-112,
Kütahya.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com