تاريخچه

آلياژ حافظه دار TINI ماده اي است كاربردي با استفاده وسيع در بسياري از منابع از جمله صنايع هوا فضا . انرژي هسته اي صنايع دريايي علوم پزشكي مي باشد.اين آلياژ داراي خاصيت ويژه حافظه دار SME الاستيك بسيار بالا . مقاومت به سايش و فرسايش بسيار خوب و پايداري بالا در محيط بيو شيميايي مي باشد.( 1)

.امروزه در صنايع پزشكي از آلياژTINI و همچنين فولاد ضد زنگ براي ساخت سيستمهاي ارتودنسي دندان استفاده مي شود . خاصيت هوشمندي و همچنين الاستيكي بالاي آلياژTINI به دندان ها اين امكان را مي دهد كه در يك دوره درماني بلند مدت و تحت نيروي كم ولي مداوم سيمها مكان خود را تصحيح كنند با اين روش مي توان تغيير فرم زيادي در دندان ها بدون اعمال نيروي زياد اعمال نمود.(3)

با اين وجود استحكام نسبتا پائين اين آلياژ باعث شل شدن تدريجي سيم در حين حركت دندان ها در جهت مخالف مي گردد. در مقابل استفاده از فولاد ضد زنگ بعلت استحكام بالا عيب مذكور را بر طرف مي كند. ولي فلاد نيز بعلت داشتن الاستيكيه كم باعث اعمال نيروي زياد به دندانها شده و از حركت تدريجي آنها در حين دوره درماني جلوگيري مي كند.

با اين تفاسير توليد يك اتصال ناهمجنس از آلياژTINIو فولاد ضد زنگ مزاياي استفاده از هر دو ماده را بدنبال دشانه و باعث كاهش طول دره درمان و افزايش كييفيت كار مي گردد.

مقدمه

مقاله حاضر حاصل مطالعه سه مقاله تحقيقي مي باشد كه در آنها اهداف زير مورد نظر بوده است:

1)بررسي ارتباط بين ريز ساختار و خواص اتصال ناهمجنس و دستيابي به راهكارهاي مناسب بمنظور به بهبود خواص اتصال(1)

2)بررسي تاثير پارامترهاي لحيم ليزر بر خواص اتصال (2)

3)مطالعه خواص خوردگي اتصال(3)

محققين فوق ابتدا با استفاده از جوشكاري ميكروپلاسما اتصال فوق را توليد كردند كه مشكلات اين اتصال عبارت بودند از استحكام كه جوش (159-127 پاسگال) بعلت تشكيل ساختار سرد و همچنين وسيع بودن منطقه متاثر از حرارت (HAZ) (2)

لذا در كار پژوهشي اخير به توليد اتصال آلياژTINI و فولاد ضد زنگ با اسفتاده از پروسه لحيم سخت ليزر و سيم لحيمي از جنس آلياژ نقره پرداختند كه به بررسي اجمالي نحه كار و نتايج اين تحقيق خواهيم پرداخت.

آلياژTINI با استحكام كششي 1319-1108 مگا پاسكال و كرنش 18-16 در صد استفاده شد. فيلد متان مورد استفاده داراي تركيب شيميائي 68-50 درصد جرمي نقره 30-10 درصد مس .

20-12 درصد روي و 10-0 درصد قلع مي باشد. در بخش هاي دوم وسوم تحقيق از فيلد سما با تركيب 52 درصد نقره .22%مس.18%روي .8% وزني قلع استفاده شده كه دماي ساليد و مس آن 590 و دماي ليكوئيد و مس آن 3/635 بوده است.

بررسي ارتباط بين ريز ساختار و خواص اتصال:(1)

فرآيند لحيم با استفاده از يك دستگاه ليزر(JY-100 ) انجام شد. خواص مكانيكي اتصال در دماي اتاق و با استفاده از دستگاه يونيور سال (CSS-44100) و ريز ساختار اتصال با استفاده از ميكروسكوپ نوري ،آناليزور تصوير (VIDAS) ميكروسكوپ SEM و دستگاه X-RAY بررسي گرديد.

استحكام كششي و سختي اتصال:(1)

شكل (1) نحوه انجام تست مكانيكي بر روي اتصال را نشان مي دهد. در شكل (2) پارامترهاي لحيم نشان داده شده اند و در شكل (3) نمودار تنش كرنش مربوط به اتصال تحت پارامترهاي ناديده در شكل (2) رسم شده است.

نتايج نشان داد كه بهترين استحكام كششي سوپر الاستيكي در شرايط ناحيه 10 بدست مي آيد.

استحكام كششي اتصال 360-320 مگا پاسكال بدست آمد وكرنش الاستيك تا حد 10-8 در صد قابل افزايش بود. در حرارت ورودي كمتر (ناحيه9) استحكام 210-190 مگا پاسكال بدست آمد.منظقه شكست ،فصل مشترك بين آلياژTINI و فيلد متال بود كه بدليل پايين بودن حرارت ورودي زمان كوتاه لحيم و در نتيجه پيوند ضعيف بين اين دو قسمت است. در منطقه(C) كه حرارت رودي لحيم بالا است. شكست اتصال از منطقه HAZ آلياژTINI است كه نشان دهنده تغيير شديد خواص آلياژ در اين ناحيه مي باشد. (شكل4) . همچنين استحكام كششي تا 320 – 300 مگا پاسكال كاهش يافته و سختي نيز كمتر شد.(شكل5).

سوپرالاستيسيته آلياژ TINI(1)

شكل 6 نمودار تنش – كرنش را براي بار گذاري در سه حالت و سپس برداشتن بار ،نشان مي دهد.همانطور كه مشاهده مي شود،كرنش ايجاد شده در اثر بارگذاري با بر داشتن بار تا حد زيادي قابل بازگشت است و لذا اتلاف سوپر الاستيسته آلياژ تقريبا پايين مي باشد.

تحت خشن بصورتي كه در شكل (7) نشان داده شده انجام گرديد. خش درست آلياژTINI تا زاويه 90 درجه و بعد تا زمان 30 ثانيه انجام شد. با افزايش زايه (B) و افزايش حرارت ورودي لحيم ميزان اتلاف خاصيت سوپر الاستيسته آلياژTINIافزايش يافت.در شرايطي كه پارامترهاي لحيم در ناحيه a شكل (2) قرار دارد.اتلاف سوپر الاستيسته آلياژ در منطقه HAZ كم است. در ناحيه b اين اتلاف كمي بيشتر شده و در ناحيه C افزايش اتلاف قابل ملاحظه است. لذا با كنترل مناسب ميزان حرارت ورودي مي توان خاصيت سوپر الاستيسته و حافظه داري آلياژTINI را در حد مطلوب نگه داشت.