پديد آورنده :
نيكويي منش، علي
عنوان :
بررسي تجربي و عددي سايش در پوشش نانو ساختار تيتانيوم نيترايد TiN بر پايه فولادي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
[شانزده]، 117ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
صالح اكبرزاده
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
توصيفگر ها :
ارتباط سايش با دما , آزمايش پين روي ديسك , پوشش نيتريد تيتانيوم , سايش
استاد داور :
محسن بدرالسماي، محسن اصفهانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/05/24
چكيده فارسي :
چكيده سايش از جمله مكانيزمهاي مخربي است كه ميتواند عملكرد بسياري از سيستمهاي صنعتي را تحت تاثير قرار دهد و يكي از عوامل تعيينكننده عمر قطعات ميباشد ويژگيهاي بسيار خوب نانومواد باعث شده تا اهميت مطالعه سايش در اين قسمت بسيار بيشتر احساس شود پوشش نيتريد تيتانيوم TiN بهخاطر دارا بودن خواص منحصربهفردي چون مقاومت به حرارت و اكسيداسيون باال و مقاومت به سايش خوب آن در بسياري از قطعات صنعتي براي تقويت مقاومت به خوردگي اكسيداسيون و سايش مورد استفاده قرار مي گيرد در كار حاضر TiN نانوساختار مادهاي كه ابعاد ذرات كوچكتر يا مساوي 550 نانومتر باشد با روش رسوبدهي فيزيكي بخار بر روي پايهاي فوالدي نشانده شده است خواص پوشش با استفاده از آزمون نانوفروبرش بهدست آمده است و برروي سه نمونه متفاوت آزمون سايش پين روي ديسك در بارها و سرعتهاي مختلف انجام شده است كه نمونه با ضخامت پوشش باالتر مقاومت به سايش باالتري را از خود نشان ميدهد از آنجا كه فرآيند سايش غيرقابل بازگشت ميباشد باعث افزايش آنتروپي سيستم عمل ميشود اگرچه آزمونهاي آزمايشگاهي بهنحو مطلوبي ميتواند براي بررسي پديدههايي چون سايش و تعيين مكانيزمهاي آن بر روي پوشش موردنظر بهكار رود اما از آنجا كه ساخت قطعه اصلي و انجام آزمايش تحت بارگذاري واقعي كاري زمانبر و گران است بهمنظور برطرف كردن مشكالتي از اين دست ميتوان از روشهاي محاسباتي يا مدل كردن در نرمافزار كمك گرفت در كار حاضر در روشي جديدتر با استفاده از دماي بهدست آمده از حل المان محدود كه با دماهاي اندازهگيري شده تجربي مقايسه شدهاند ارتباط بين دما و نرخ سايش و همينطور نرخ آنروپي و نرخ سايش مطالعه شده است كه به عنوان نتيجه اي از اين مورد نمودار حجم سايش در مقابل جريان آنتروپي اندازه گيري شده است ميتواند ترسيم شده كه ارتباط بين اين موارد نيز استخراج شده است مشاهده شد كه پوشش با ضخامت باالتر مقاومت به سايش بهتري نشان ميدهد همچنين سختي سطح نمونه از 550 در نمونه بدون پوشش و 5500 ويكرز در نمونه با پوشش با ضخامت 0 5 ميكرون به مقدار باالي 5550 ويكرز در پوشش با ضخامت 0 ميكرون ميرسد در اين پژوهش ارتباط بين سايش و آنتروپي بررسي شده است كه بتوان براي مواد مختلف با بهدست آوردن دما از تحليل ميزان سايش را مورد بررسي قرار داد كلمات كليدي ارتباط سايش با دما آزمايش پين روي ديسك پوشش نيتريد تيتانيوم سايش 66
چكيده انگليسي :
Numerical and experimental study of the wear behavior of nano TiN coating on steel substrate Ali Nikuyimanesh a nikuyimanesh@me iut ac ir Date of Submission 2017 06 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Saleh Akbarzadeh s akbarzadeh@cc iut ac irAbstract Wear is one of the destructive mechanisms which can deteriorate performance of many industrialsystems and limit the life of structures Due to the high surface to volume ratio and effect of parameters suchas grain size grain boundary dislocation density and porosity on mechanical properties of nanostructuredmaterials the study of wear in nano materials is more important than other conventional materials Titanium Nitride TiN coatings are thin protective surface coatings used to reduce friction andminimize wear in a wide range of applications TiN intermetallic is being recognized as a high temperaturestructural material because of its excellent oxidation resistance high thermal conductivity resistant surface even coloring of the entire surface UV resistant and corrosion character low density and high melting point These properties have made TiN a suitable material for coating different industrial components to improvetheir wearing corrosion and oxidation resistance A number of attempts have been made to overcome this drawback In this work nanocrystalline TiN powder was deposited on low carbon steel substrates by using physicalvapor deposition PVD technique Nanoindentation test was then carried out to obtain the mechanical properties of the coating Next thewear tests were performed with a pin on disk machine without lubrication under different load and speedconditions Archard equation was used to determine the wear of the material FE model was used to simulate thepin on disk experiments to obtain stresses and temperature of the surface which seems to be in good agreementwith the experimental data A model was also developed to study the generated entropy of the tribosystem Itwas shown that there is a linear relation between wear and the generated entropy Keywords Wear Nanostructured TiN coating Pin on disk test Wear simulation entropy and wear 661
استاد راهنما :
صالح اكبرزاده
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
استاد داور :
محسن بدرالسماي، محسن اصفهانيان
