عنوان :
بررسي تأثير فلز پركننده فولاد زنگ نزن مارتنزيتي بر ريزساختار و سايش دما بالاي پوشش هاي رويه سخت ايجاد شده بر فولاد كم آلياژ DIN 21CrMoV5-11
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 92ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، عبدالمجيد اسلامي
استاد مشاور :
فيروز فدايي فرد
توصيفگر ها :
آزمون سايش دما بالا , پركننده فولاد زنگ نزن مارتنزيتي , پركننده AWS 410NiMo , جوشكاري قوسي زيرپودري , غلطك هاي ماشين ريخته گري پيوسته , نيتروژن
استاد داور :
مسعود عطاپور، مهدي علي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/24
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/09/29
چكيده فارسي :
چكيده غلطكهاي ماشين ريختهگري پيوسته به دليل تماس با تختالهاي داغ حاصل از ريختهگري پيوسته به مرور دچار تخريب ميشوند از آن جا كه هزينههاي جايگزيني اين غلطكها با غلطكهاي سالم بسيار باالست تعمير آنها ضرورت مييابد مناسبترين روش براي تعمير آنها ايجاد پوششي از مواد مقاوم به سايش يا خوردگي به وسيله جوشكاري قوسي زيرپودري است فوالدهاي زنگنزن مارتنزيتي به خاطر مقاومت به سايش باال و مقاومت به خوردگي خوب بيشترين كاربرد را در پوششدهي غلطكها دارند در اين پژوهش با استفاده از سه پركننده فوالد زنگنزن مارتنزيتي پركربن 5114 1 WN كمكربن AWS 410NiMo و كمكربن نيتروژندار 52414 UNS S به ترتيب سه پوشش 114 014 و 414 بر زيراليه 11 5 DIN 21CrMoV با جوشكاري زيرپودري اعمال شد بعد از اعمال عمليات حرارتي تمپر در دماي 600 C به مدت 4 ساعت بر روي تعدادي از نمونهها آزمون سايش در دماي 400 C در دو نيروي 40 N و 60 N به مسافت 500 m بر روي تمام پوششها انجام گرفت ريزساختار سطح پوشش 114 متشكل از رشتههاي فريت دلتا در زمينه مارتنزيتي ولي ريزساختار پوششهاي 014 و 414 صرفا شامل بستههاي مارتنزيتي در جهات مختلف بود تفاوت ريزساختار پوشش 414 با 014 در كوچكتر بودن اندازه دانه آستنيت اوليه و در نتيجه ظريفتر بودن بستههاي مارتنزيتي مشاهده شد دليل اين مطلب نقش نيتروژن در كاهش اندازه دانه آستنيت اوليه گزارش شد سختي سطح پوشش 114 به خاطر وجود مارتنزيت پركربن 50 1 0 9 HRC پوشش 014 به خاطر وجود مارتنزيت كمكربن 38 2 0 5 HRC و پوشش 414 به خاطر نيتروژن محلول در مارتنزيت كمكربن 41 8 0 3 HRC به دست آمد بعد از عمليات حرارتي تمپر تغيير قابل مالحظهاي در ريزساختار پوششها حاصل نشد و صرفا مارتنزيت موجود در ريزساختار تمپر گرديد كه اين موضوع سبب كاهش سختي پوششهاي 114 014 و 414 به ترتيب به مقادير 28 4 0 4 HRC 34 9 0 7 HRC و 34 2 0 3 HRC شد بعد از آزمون سايش در هر دو نيروي اعمالي 40 N و 60 N پوشش 114 به خاطر چسبندگي ضعيف فريت دلتا و زمينه مارتنزيتي بيشترين كاهش وزن و پوشش 414 به خاطر اندازه دانه بسيار كوچكتر و در نتيجه نرخ كارسختي باالتر حين آزمون سايش كمترين كاهش وزن را داشت مكانيزم سايش پوششها در نيروي 40 N عمدتا سايش خراشان بود كه با افزايش نيرو به 60 N سايش چسبان نيز به مكانيزم سايش اضافه گرديد بعد از عمليات حرارتي تمپر به خاطر پايداري حرارتي ريزساختار پوششها حين آزمون سايش تريبواليه پايدار بر روي سطوح سايش تشكيل گرديد كه اين مسئله منجر به بهبود مقاومت به سايش پوششهاي 014 و 414 شد ولي در مورد پوشش 114 تفاوت چنداني مشاهده نشد مكانيزم غالب سايش در حالت بعد از تمپر سايش تريبوشيمي و ورقهاي شدن تريبواليه بود كه با افزايش نيرو از 40 N به 60 N سايش چسبان نيز مشاهده شد همانند حالت قبل از تمپر بعد از تمپر نيز پوشش 414 بهترين مقاومت به سايش و پوشش 114 بدترين مقاومت به سايش را دارا بود در كل به خاطر وجود تركيب مطلوبتري از سختي و چقرمگي پوشش 414 در مقايسه با ساير پوششهاي بررسي شده تريبواليه را بهتر تحمل كرده و مقاومت به سايش بهتري در اين پوشش حاصل گرديد كلمات كليدي آزمون سايش دما باال پركننده فوالد زنگنزن مارتنزيتي پركننده AWS 410NiMo جوشكاري قوسي زيرپودري غلطكهاي ماشين ريختهگري پيوسته نيتروژن
چكيده انگليسي :
Degree Master of ScienceTitle Study of Martensitic Stainless Steel Filler Metal Effect on Microstructure and HighTemperature Wear of Hardface Coatings Produced on DIN 21CrMoV5 11 Low Alloy SteelAuthor Ali ZiaeeSupervisor Dr Morteza Shamanian Dr Abdoulmajid EslamiDepartment Materials EngineeringDate September 14 2020AbstractContinuous casting machine rolls gradually damage due to their contact with hot slabsresulting from continuous casting Since the cost of replacing these rolls with undamagedrolls is very high repairing them gets a necessity The most suitable method to repair themis to create a coating of wear resistant or corrosion resistant materials by submerged arcwelding Martensitic stainless steels due to their high wear resistance and good corrosionresistance have the most application in coating of rolls In this study by using threemartensitic stainless steel fillers of high carbon content WN 1 4115 low carbon contentAWS 410NiMo and low carbon content with nitrogen UNS S41425 three coatings of 411 410 and 414 respectively were applied on DIN 21CrMoV5 11 substrate by submerged arcwelding After applying tempering heat treatment at 600 C for 4 hours on some of thesamples wear test was performed at 400 C at two loads of 40 N and 60 N at a distance of500 m on the all coatings Microstructure of 411 coating on its surface consisted of deltaferrite strands in martensitic background while the microstructure of 410 and 414 coatingsconsisted only of martensitic packages in different directions The difference betweenmicrostructure of 414 and 410 coatings was observed in the smaller grain size of primaryaustenite and thus finer martensite packages Because of this the role of nitrogen in reducingthe primary austenite grain size was reported Surface hardness of 411 coating due to thepresence of high carbon martensite 410 coating due to the presence of low carbonmartensite and 414 coating due to dissolved nitrogen in low carbon martensite was obtained50 1 0 9 38 2 0 5 and 41 8 0 3 HRC respectively After tempering heat treatment there was no significant change in the microstructure of the coatings and only the martensitein the microstructure was tempered This reduced the hardness of 411 410 and 414 coatingsto 34 9 0 7 HRC 28 4 0 4 HRC and 34 2 0 3 HRC respectively After wear test at bothapplied loads of 40 N and 60 N 411 coating had the highest weight loss due to poor adhesionof delta ferrite and martensitic matrix and coating 414 had the lowest weight loss due tomuch smaller grain size and consequently higher work hardening rate during the wear test The wear mechanism of the coatings in load 40 N was mainly abrasive wear which withincreasing load to 60 N adhesive wear was added to the wear mechanism After thetempering heat treatment due to microstructural thermal stability of the coatings during thewear test a stable tribolayer was formed on the wear surfaces which improved the wearresistance of the 410 and 414 coatings but did not make much difference for the case of 411coating The predominant wear mechanism was tribochemical wear and delamination oftribolayers which adhesive wear was also observed with increasing the load from 40 N to60 N Similar to the pre tampering treatment the 414 coating had the best wear resistanceand the 411 coating had the worst Overall due to the more favorable combination ofhardness and toughness the 414 coating better tolerated the tribolayer which resulted inbetter wear resistance of this coating as compared to other investigated coatings Keywords High temperature wear test Martensitic stainless steel filler AWS 410NiMo filler Submerged arc welding Continuous casting machine rolls Nitrogen
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، عبدالمجيد اسلامي
استاد مشاور :
فيروز فدايي فرد
استاد داور :
مسعود عطاپور، مهدي علي زاده
