پديد آورنده :
سلطاني دهنوي، سعادت
عنوان :
بررسي رفتار تريبولوژيكي فولاد Mo40 پوشش داده شده با كاربيد تنگستن – كبالت و آلياژ استلايت 6 به روش رسوب دهي الكترواسپارك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
پانزده، 84ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
توصيفگر ها :
فرآيند الكترواسپارك , آلياژهاي استلايت , آرگون
استاد داور :
محمود منير واقفي، مهدي علي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/02
چكيده فارسي :
چكيده فوالدهاي ساده كربني به دليل خواص مكانيكي خوب و قيمت پايين به طور گسترده در صنايع مختلف به كار گرفته ميشوند اما مقاومت به سايش پايين اين فوالدها باعث محدود شدن وسعت استفاده از اين فوالدها گرديده است به همين دليل استفاده از پوششهاي مطلوب با مقاومت به سايش باال به منظور مقابله با اين مشكل همواره مورد توجه قرار گرفته است اخيرا فرآيند رسوبدهي الكترواسپارك به علت بازدهي باال سهولت فرآيند چسبندگي خوب به زيراليه و مقرون به صرفه بودن به عنوان يكي از فرآيندهاي مهندسي سطح معرفي شده است در پژوهش حاضر دو نوع پوشش مقاوم به سايش سرمت كاربيد تنگستن كبالت و سوپر آلياژ پايه كبالت استاليت 6 به عنوان مواد پوشش به وسيله فرآيند پوششدهي الكترواسپارك بر روي فوالد 04 Mo در دو اتمسفر هوا و آرگون طي 1 پاس متوالي اعمال شد سپس از ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM مجهز به ميكروآناليزور تفكيك انرژي EDS و ميكروسكوپ نيروي اتمي غير تماسي non contact AFM براي بررسي ضخامت زبري و خواص سايشي استفاده شد تغييرات سختي از سطح مقطع پوششها توسط دستگاه ميكروسختيسنج 1015 MICROMET اندازهگيري شد براي شناسايي فازهاي موجود در پوششها از الگوي پراش پرتو اشعه ايكس XRD استفاده شد به منظور انجام آزمون سايش آزمون پين بر روي ديسك در شرايط غير روانكار در دماي محيط تحت بارهاي مختلف انجام گرفت تصاوير حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي سطوح پوششها حاكي از ايجاد برجستگيها و فرورفتگيهاي كروي شكل بزرگ پوشش استاليت 6 در اتمسفر هوا و ايجاد برجستگيها و فرورفتگيهاي كروي شكل كوچك در پوشش كاربيد تنگستن كبالت در هر دو اتمسفر هوا و آرگون و استاليت 6 در اتمسفر آرگون است الگوي پراش پرتو ايكس پوشش كاربيد تنگستن كبالت در اتمسفر هوا تشكيل فازهاي ترد W2C و W3C و آمورف Co6W6C و Fe6W6C را نشان ميدهد همچنين الگوي پراش پرتو ايكس پوشش استاليت 6 در اتمسفر هوا وجود كاربيدهاي كروم از جمله 3 Cr7C و 6 Cr23C را نشان ميدهد اما در اتمسفر آرگون ميزان كاربيدهاي كروم كاهش پيدا كرده است ضخامت پوشش ايجاد شده توسط استاليت 6 441 421 ميكرومتر و در كاربيد تنگستن كبالت 41 46 ميكرومتر به دست آمده است و پيوستگي مناسبي با زيراليه دارند سختي پوشش كاربيد تنگستن كبالت در دو اتمسفر هوا و آرگون به ترتيب 1621 و 6821 ويكرز و براي پوشش استاليت 6 203 و476 ويكرز به دست آمد طبق نتايج AFM به دليل ايجاد برجستگيها و فرورفتگيهاي كروي شكل بزرگ در پوشش استاليت 6 در اتمسفر هوا بيشترين زبري و در پوشش كاربيد تنگستن كبالت در اتمسفر آرگون به دليل وجود برجستگيها و فرورفتگيهاي كروي شكل كوچك كمترين زبري ايجاد شد نتايج حاصل از ارزيابي آزمون سايش نشان ميدهد كه مكانيزم غالب سايش در پوشش كاربيد تنگستن كبالت در اتمسفر هوا در بار زياد و كم خراشان و در اتمسفر آرگون تريبوشيميايي و در پوشش استاليت 6 در اتمسفر هوا در بار كم خراشان برشريز و در بار زياد تريبوشيميايي است همچنين مكانيزم غالب سايش پوشش استاليت 6 در اتمسفر آرگون در بار كم تريبوشيميايي و در بار زياد چسبان است مكانيزم غالب سايش در زيراليه در هر دو بار كم و زياد ورقهاي است ضريب اصطكاك تحت بار 12 كيلوگرم براي پوشش كاربيد تنگستن كبالت در اتمسفر هوا و آرگون به ترتيب در محدوده 00 4 81 4 و 0 4 11 4 و براي پوشش استاليت 6 در دو اتمسفر در محدوده 11 4 19 4 و براي نمونه بدون پوشش در محدوده 10 4 0 4 پس از مسافت 4441 متر به دست آمد در مجموع اعمال پوششهاي مذكور مقاومت به سايش فوالد 04 Mo را افزايش و كاهش وزن آن را طي مسافت لغزشي كاهش داد كلمات كليدي فوالد 04 Mo فرآيند الكترواسپارك سايش آلياژ استاليت 6 كاربيد تنگستن كبالت
چكيده انگليسي :
Investigation the Tribological behaviour of Mo40 steel coated with stellite 6 alloy and tungsten carbide cobalt by Electro Spark Deposition methodAbstractPlain carbon steels are widely used in various industries because of their good mechanicalproperties and low prices Nevertheless low wear resistance has limited their applications Wear resistant coatings are used to improve plain carbon steels wear properties The electro spark deposition process due to high efficiency ease of processing good adhesion to thesubstrate and the cost effectiveness is one of the surface engineering processes In thisstudy Mo40 steel substrate was coated by electro spark deposition method in both air andargon atmosphere with five consecutive passes WC Co cermet and cobalt base superalloystellite 6 were used as coating materials The scanning electron microscope SEM withenergy dispersive spectroscopy microanalyser EDS and the non contact atomic forcemicroscope non contact AFM were used to assess the thickness roughness and wearproperties of coatings Vickers microhardness tester micromet 5101 was used to evaluate thehardness of coatings X ray diffraction XRD was used to evaluate available phases in thecoatings The pin on disk tests with no lubricant at room temperature and under variousloads were used to wear resistance assessment of coatings SEM images from surfaces of thecoatings show big spherical swells and craters on stellite 6 coating surface formed in airatmosphere and small spherical swells and craters on three other coatings surfaces X raydiffraction pattern of WC Co coating formed in air atmosphere shows W3C and W2C brittlephases and Co6W6C and Fe6W6C amorphous phases The X ray diffraction pattern of stellite6 coating formed in the air atmosphere shows chromium carbides including Cr7C3 and Cr23C6but in argon atmosphere the amount of chromium carbides has decreased Stellite 6 Coatingthickness is about 100 120 micrometers while WC Co coating thickness is 50 60micrometers and all coatings have good bonding to the substrate Hardness of WC Cocoatings formed in the air and argon atmosphere is 1261 and 1286 vickers respectively andfor stellite 6 coating 942 and 670 vickers respectively The AFM results showed stellite 6coating formed in the air atmosphere had highest roughness and WC Co coating formed inthe argon atmosphere had lowest roughness The dominant wear mechanism of WC Cocoating formed in the air at high and low loads is abrasive wear while the main wearmechanism of the one formed in the argon atmosphere is tribo chemical wear The mainwear mechanisms of stellite 6 coating formed in the air atmosphere at low and high loadsare microcuting abrasive and tribo chemical repectively The main wear mechanisms ofstellite 6 coating formed in argon atmosphere at low and high loads are tribo chemical andadhesive respectively The dominant mechanism of wear in the substrate at both low andhigh loads is delamination The friction coefficients under 21 kg force after 1000 meters forWC Co coatings in atmospher and argon are 0 18 0 44 and 0 15 0 4 respectively and forstellite 6 in both atmosphere and argon are 0 35 0 55 friction coefficient of uncoatedsample obtained in range of 0 4 0 45 Generally the coatings applied to Mo40 steelincreased wear resistance and reduced weight loss over the sliding distance Key words Mo40 steel electro spark process Wear Stellite 6 alloy Tungsten carbide cobalt
استاد داور :
محمود منير واقفي، مهدي علي زاده
