زینترینگ فاز مایع چیست؟

زینترینگ فاز مایع چیست؟

بسیاری از سیستم های زینترینگ یک فاز مایع را در طول فرآیند پخت تولید می کنند. به طور معمول، عناصر یا ترکیبات افزوده شده با ماتریس واکنش نمی دهند یا در ماتریس حل نمی شوند و حتی ممکن است در طی پخت به مایع تبدیل شوند. آنها مواد ماتریس مانند سرب در برنز یا MnS در فولاد ضد زنگ را خیس نمی کنند. این فاز مایع فرآیند پخت را تقویت نمی کند یا بر آن تأثیر نمی گذارد. در عوض، در ماتریس به صورت قطرات وجود دارد و کل سیستم از طریق انتشار حالت جامد- تف جوشی می شود.

علاوه بر این، هنگامی که یک فاز مایع با واکنش محدود به ماتریس وجود دارد و ماده ماتریس را خیس می کند، تشکیل بیش از حد این فاز مایع می تواند منجر به فروپاشی موضعی چارچوب شود زیرا سرعت انتشار اتمی فاز مایع بسیار سریعتر از فاز جامد است. بنابراین، کنترل محتوای فاز مایع برای فرآیند تف جوشی مفید است، زیرا سرعت انتقال جرم سریع تر منجر به چگالش سریع قطعات می شود. فاز مایع می تواند به دو شکل وجود داشته باشد: یکی زمانی است که فاز مایع در کل محل پخت وجود دارد که فاز مایع پیوسته نامیده می شود. دیگری زمانی است که فاز مایع در حین نگهداری تف جوشی جامد می شود که فاز مایع گذرا نامیده می شود.

تف جوشی فاز مایع پیوسته به دو نوع تقسیم می شود: نوع اول شامل حرارت دادن پودر مخلوط برای تشکیل مایع است. یک مثال معمولی، آلیاژهای سنگین است، مانند آلیاژهای W-Fe-Ni، که برای تشکیل Fe-نیکل، که در آن W حلالیت محدودی دارد، حرارت داده می‌شود. یا WC{4}}آلیاژهای Co، که در آن Co مقداری WC را برای تشکیل یک یوتکتیک حل می‌کند، اما WC تنها مقدار بسیار کمی از Co را حل می‌کند. در طی پخت، آهن{16}}نیکل به یک فاز مایع ذوب می‌شود و تنگستن را حل می‌کند و منجر به کروی شدن ذرات تنگستن می‌شود. تنگستن اضافی بیش از حد حلالیت خود در مایع رسوب می کند، که یک نمونه معمولی از انحلال-رسوب مجدد در طی پخت فاز مایع است.

(وجود دانه‌های تنگستن دایره‌ای در ماتریس آلیاژ Ni-Fe{{1}W نمونه‌ای از انحلال-رسوب مجدد در حین تف جوشی فازی است.)

نوع دوم، تف جوشی فاز مایع فوق جامد-خطی (SLPS) است. هنگامی که پودر از پیش آلیاژی در بالای خط جامدوس گرم می شود، مرزهای دانه روی سطح و داخل ذرات ذوب می شوند و مقدار کمی فاز مایع تولید می شود که منجر به پخت فاز مایع فوق جامد-خط می شود. تولید این فاز مایع چگالی سریع را تسهیل می کند. نمونه معمولی استفاده از SLPS فولاد ابزار نوع M2 است. شکل 7.10 یک ریزساختار متخلخل معمولی از فولاد ابزار نوع M2 را نشان می دهد. شکل ذرات کوچک فاز کاربید در ماتریس و مقدار بیشتری از فاز کاربید را در امتداد مرزهای دانه مشخص نشان می دهد.

(مقدار کمی فاز کاربید در داخل دانه ها و مقدار زیادی فاز کاربید در برخی از مرزهای دانه وجود دارد.)

دو نوع تف جوشی فاز مایع گذرا وجود دارد: اولی، تف جوشی واکنشی است، که زمانی رخ می دهد که عنصر A و عنصر B ترکیبی را تشکیل می دهند و گرما آزاد می کنند و ترکیب AB را تولید می کنند. NiAl چنین مثالی است. دوم زمانی است که فاز مایع گذرا به دلیل انتشار یک عنصر خاص برای تشکیل محلول جامد ناپدید می شود. به عنوان مثال، کربن با آهن و کروم یک یوتکتیک تشکیل می دهد. هنگامی که کربن به داخل ماتریکس نفوذ می کند، محلول جامد را تشکیل می دهد و فاز مایع جامد می شود.