بررسي اثر افزودن ذرات كاربيد تيتانيم بر ريزساختار فولاد ابزار گرم كار به روش آلياژسازي سطحي با ليزر پالسي

دكتري

كامپوزيت‌سازي سطحي به كمك پرتو ليزر، از جمله روش‌هايي است كه براي ارتقاء مقاومت سايشي فولادهاي ابزار مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين پژوهش، پوشش‌هاي كامپوزيتي H13-TiC با پيش‌نشاني پودر TiC بر روي سطح فولاد H13 و ذوب سطحي آن با يك ليزر پالسي Nd:YAG توليد شد. تأثير متغيرهاي ليزر پالسي، ضخامت لايۀ TiC پيش‌نشانده شده، و اندازۀ ذره‌هاي پودر TiC بر انحلال ذره‌هاي TiC در حوضچۀ مذاب، مكانيسم تشكيل رسوب‌هاي سخت در هنگام انجماد، و اندازه و شكل اين رسوب‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه كاهش چگالي توان بيشينۀ مؤثر ليزر، افزايش ضخامت لايۀ پيش‌نشانده شده، و كاهش اندازه ذره‌هاي پودر TiC، موجب افزايش غلظت تيتانيم و كربن محلول در حوضچۀ مذاب مي‌شود. در شرايطي كه غلظت كاربيدهاي (Ti,M)C در كامپوزيت كم‌تر از 15 درصد وزني باشد، شكل آن‌ها به صورت گلبرگي ظريف متشكل از چندوجهي‌هاي به هم‌پيوسته يا منفرد و اندازۀ كوچك‌تر از 2 ميكرومتر است. اگر غلظت كاربيدهاي (Ti,M)C در كامپوزيت بيش‌تر از 18 درصد وزني باشد، بيشتر به شكل دندريتي با اندازۀ بزرگ‌تر از 5 ميكرومتر توزيع مي‌شوند. به دليل زياد بودن سرعت سرد شدن حوضچۀ مذاب، تغييرات سرعت سردشدن در اثر تغيير متغيرهاي ليزر به اندازه‌اي نيست كه مكانيسم رشد كاربيدهاي (Ti,M)C را تحت تأثير قرار دهد. با اين وجود، به دليل تغيير تركيب شيميايي حوضچۀ مذاب، دامنۀ انجمادي كاربيدهاي (Ti,M)C نيز تغيير مي‌كند كه مي‌تواند شكل نهايي آن‌ها را تعيين نمايد. با افزايش اندازۀ رسوب‌هاي (Ti,M)C مقدار بالاترين ريزسختي اندازه‌گيري شده در پوشش كامپوزيتي افزايش مي‌يابد و ميانگين آن در كامپوزيت داراي 15 درصد وزني (Ti,M)C به حدود HV0.2 1300 مي‌رسد كه بيش از دو برابر ريزسختي فولاد پايه است.

194304

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر سيد محمد علي بوترابي