سنتز و ارزيابي خواص مواد Fe3Al / MoS2 خود روانكار براي كاربرد در دماي بالا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

تركيبات بين فلزي به دليل خواص خوبي كه از خود نشان مي‌دهند مورد توجه بسياري از دانشمندان قرار گرفته اند. از جمله اين تركيبات بين فلزي مي‌توان به TiAl، NiAl اشاره كرد. يكي از مهمترين ويژگي‌هاي تركيبات بين فلزي پايداري آن در دماهاي بالا است. به همين دليل از اين تركيبات براي ساخت قطعاتي كه در دماي بالا كار مي‌كنند استفاده مي‌شود. مشكل عمده تركيبات بين فلزي كاهش مقاومت به سايش آنها در دما‌هاي بالاتر از دماي محيط است. براي افزايش مقاومت به سايش اين گونه تركيبات تدابيري از جمله اضافه كردن ذراتي همچون كربن يا دي سولفيد موليبدن به زمينه انديشيده شده است. اين ذرات به روانكارهاي جامد معروف هستند و ساختار آنها به صورت لايه‌اي بوده و حضور آنها بر روي سطح باعث كاهش ضريب اصطكاك مي‌شود. يكي از ارزان‌ترين و سبك ترين تركيبات بين فلزي در بين تركيبات بين فلزي متداول Fe3Al است. هدف از اين پروژه سنتز كامپوزيت Fe3Al-MoS2 و ارزيابي خواص سايش داغ آن است. در اين تحقيق ابتدا پودرهاي Fe و Al به مدت 40 ساعت آسياب كاري شده تا تركيب بين فلزي Fe3Al به دست آيد. سپس ذرات پودر MoS2 را با درصدهاي صفر، 5، 10 و 15 درصد وزني به مدت 5 ساعت با تركيب بين فلزي Fe3Al مخلوط كرده پس از آن پودرهاي Fe3Al، Fe3Al-5%wtMoS2، Fe3Al-10%wtMoS2 و Fe3Al-10%wtMoS2 به روش تف جوشي پلاسماي جرقه‌اي به قطعات بالك تبديل شدند. تصاوير ميكروسكوپ نوري گرفته شده از سطح قطعات و همچنين انجام آزمون ارشميدوس بر روي قطعات بالك، نشان دهنده نزديك بودن چگالي واقعي به چگالي تئوري قطعات است. در نهايت روي قطعات توليدي آزمون‌هاي ريز سختي سنجي و سايش داغ انجام گرفت. آزمون سايش به روش پين روي ديسك وتحت بار 7 نيوتن در دماي 400 درجه سانتي گراد انجام شد. سپس از مسير سايش تصاويري با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي تهيه شد. نتايج تحليل نمودار سايش بر حسب ضريب اصطكاك و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه ميزان بهينه براي افزودن ذرات MoS2 به زمينه 5 درصد وزني است و بيشتر از اين ميزان باعث افزايش ضريب اصطكاك مي‌شود زيرا با افزودن ذرات پودر MoS2 بيش از حد بهينه، ميزان تركيبات كاربيدي ايجاد شده بر روي سطح افزايش پيدا كرده و نقش ضد سايشي ذرات پودر MoS2 كم رنگ مي‌شود. همچنين با بررسي‌هاي انجام گرفته بر روي تصاوير تهيه شده از مسير سايش، سايش چسبان و سايش خراشان به عنوان مكانيزم‌هاي سايش غالب معرفي شدند.

212615

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

فتح‌الله كريم زاده، مسعود عطاپور

محمد حسين عنايتي، فخرالدين اشرفي زاده