عنوان
آلياژسازي سطحي سخت Cr-Co توسط لايه¬نشاني ليزري
نويسنده اصلي
مجتبي مصطفايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ازشد
چكيده
به منظور ايجاد پوششي جهت افزايش سختي در قطعاتي كه در دماي بالا كار مي‌كنند از فرآيند آلياژسازي ليزري مي‌توان استفاده كرد. در اين پژوهش آلياژسازي ليزري با هدف دستيابي به پوششي از آلياژ كبالت-كروم و ذرات استحكام دهنده آلومينا بر سطح فلز پايه فولادي AISI 1045 توسط ليزر پالسي انجام شد. از آنجايي كه شكل ريزساختار و همچنين توزيع و اندازه¬ي ذرات استحكام دهنده بر سختي پوشش تأثير دارد، عوامل كنترل كننده¬ي اين متغيرها مورد بررسي قرار گرفت.
از پراش پرتو ايكس (XRD) و طيف‌نگاري انرژي پرتو ايكس (EDS) براي شناسايي فازها، از ميكروسكوپ نوري (OM) براي مطالعه هندسه مقاطع آلياژسازي شده، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) براي بررسي ريزساختار و براي بررسي توزيع سختي پوشش از ميكرو¬سختي سنجي ويكرز استفاده شد.
اين پژوهش در دو فاز انجام شد. در فاز اول به منظور احياي درجاي اكسيد كبالت و اكسيد كروم به منظور دستيابي به تركيب Co-20%wt Cr از كربن به عنوان عامل احيا كننده استفاده شد. پس از انجام عمليات فعال‌سازي در مدت زمان‌هاي 8 ، 12 ، 24 و 36 ساعت، احياي پودرهاي اكسيدي انجام نشده بود. سپس با تركيب پودرهاي فعال شده و چسب، سوسپانسيوني تهيه شده و بر سطح فلز پايه قرار گرفت. پس از خشك شدن، نمونه در معرض تابش پرتو ليزر قرار گرفت و به علت پاشش ناشي از واكنش احيايي، پوششي در سطح فلز پايه ايجاد نشد.
در فاز دوم، علاوه بر كربن از آلومينيوم به عنوان عامل احيا كننده در نسبت‌هاي2/1، 8/5 و 4/3 موازنه-اي به پودرها اضافه شد. در نمونه¬ي با نسبت موازنه¬اي 4/3 با افزايش دماي محفظهِ¬ي آسياكاري در اثر واكنش آلومينيوترمي، واكنش كربوترمي نيز فعال شده و پودرهاي اكسيدي پس از 40 ساعت آسياكاري احيا شدند. پس از مرحله پيش¬نشاني پودرها و آلياژسازي ليزري، پوششي شامل كبالت، كروم و آلومينا در سطح فلز پايه شكل گرفت. عوامل كنترل كننده ويژگي پوشش، مانند سرعت نسبي حركت ليزر و طول پالس نقش مهمي در سختي پوشش داشتند. با كاهش سرعت نسبي پرتو ليزر نرخ حرارت ورودي و عمق پوشش افزايش پيدا كرد و به علت تجمع ذرات آلومينا سختي افزايش يافت. كاهش طول پالس ليزر نيز باعث افزايش ظرافت و سختي دندريت‌ها شد و در نمونه‌هايي با طول پالس كمتر، سختي بالاتري مشاهده شد. به‌طور كلي نتايج نشان داد كه بهترين حالت پوشش با سختي بالاتر از 950 ويكرز، در توان ليزر W155، فركانس Hz15، طول پالس ms 10 و سرعت فرآيند mm/s1 به دست آمده است.
شماره ركورد
196542
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
متالورژي و مهندسي مواد
استاد راهنما
دكتر مسعود گودرزي