مشخصه يابي پوشش هاي پايه نيكل NiCrBSi با ذرات تقويت كننده كاربيد تنگستن به روش جوشكاري ليزري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

از جمله آلياژهاي پر كاربرد پايه نيكل، آلياژ NiCrBSi است كه داراي خواص مطلوبي در محيط¬هاي خورنده براي قطعات در معرض سايش و فرسايش است. در اين پژوهش، مشخصه¬يابي پوشش¬ پايه نيكل NiCrBSi و پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-30%WC و NiCrBSi-60%WC توليد شده با فرايند روكش¬كاري ليزر انجام شد. بررسي¬هاي ريزساختاري و فازي پوشش¬ها با استفاده از پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به طيف¬سنجي تفكيك انرژي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه پوشش NiCrBSi عمدتا از فاز Ni-γ با ساختار كريستالي FCC به عنوان فاز اصلي و فازهاي بورايدي Ni3B و ‍CrB تشكيل شده و پوشش¬هاي كامپوزيتي علاوه بر فازهاي فوق، شامل فازهاي كاربيدي Cr7C3، Cr23C6، WC وW2C نيز مي¬باشند. نتايج بررسي¬هاي ميكروسكوپي نشان دادند كه در پوشش NiCrBSi ترك¬هايي در راستاي عمود بر جهت اسكن پرتو ليزر در سطح پوشش ايجاد مي¬شود، اما در پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-WC، اثري از اين ترك¬ها مشاهده نشد. ريزساختار زمينه پوشش¬هاي NiCrBSi داراي يك فاز دندريتي و رسوبات بين دندريتي بود. در پوشش¬هاي كامپوزيتي، ذوب جزئي در سطح ذرات كاربيدتنگستن در طول فرايند روكش ليزري باعث ايجاد يك ناحيه نفوذي و همچنين رسوب كاربيدهاي سوزني شكل و بلوكي در نزديكي اين ذرات شد. نتايج سختي سنجي در سطح مقطع پوشش¬ها نشان دادند كه ريزسختي پوششها پس از افزودن ذرات تقويت¬كننده كاربيدتنگستن به دليل توزيع فاز سخت كاربيدتنگستن، انحلال جزئي آن و تشكيل فازهاي ثانويه سخت افزايش مي¬يابد؛ افزايش مقدار ذرات تقويت¬كننده از 30 به 60 درصد باعث افزايش سختي شد. مقاومت به فرسايش، سايش و خوردگي پوشش¬ها مورد ارزيابي قرار گرفت. مطالعات تريبولوژيكي نشان دادند افزودن ذرات تقويت¬كننده باعث بهبود مقاومت به فرسايش و سايش پوشش¬ها مي¬شود. نتايج بررسي¬ها نشان دادند كه مقاومت فرسايشي پوشش NiCrBSi در زوايه 90 درجه بالا بوده و در پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-WC در زوايه 30 درجه مقاومت فرسايشي مناسبي مشاهده شد. پوشش كامپوزيتي NiCrBSi-30%WC داراي بهترين مقاومت به سايش و فرسايش بود. فرسايش در پوشش NiCrBSi با مكانيزم نرم و در پوشش¬هاي كامپوزيتي با مكانيزم ترد رخ داد. مكانيزم غالب سايش در پوشش¬هاي NiCrBSi و NiCrBSi-30%WC ورقه¬اي و اكسيدي بوده و در پوشش NiCrBSi-60%WC سايش عمدتا با مكانيزم چسبان رخ داده است. نتايج آزمون¬هاي خوردگي نشان دادند افزودن ذرات تقويت¬كننده كاربيدتنگستن و افزايش كسر حجمي اين ذرات باعث كاهش مقاومت به خوردگي پوشش¬ها مي¬شود.

219537

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان