9357

8639

كارشناسي ارشد

مواد-ريخته گري

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد

1393

سيزده،82ص.: مصور،جدول،نمودار

ص.ع.به فارسي و انگليبسي

حميدرضا سليمي جزي، محمدعلي گلعذار

مهدي صالحي، محمود منير واقفي

مهندسي مواد

ID8639

چكيده در تحقيق حاضر اثر عمليات ذوب مجدد و دماي آن روي خواص پوششهاي خودگداز پايه نيكل NiCrBSi اعمال شده به روش پاشش شعلهاي بررسي شد نمونههاي پاشش شده با روش پاشش شعلهاي تخلخل باال و چسبندگي پايين با زيراليه دارد كه از عمده معايب پوششهاي پاشش شعلهاي به شمار ميرود ازاينرو پوششها بعد از پاشش توسط شعله اكسياستيلن در چهار دماي ۰53 ۰۰۰۳ ۰5۰۳ و ۰۰۳۳ درجه سانتيگراد تحت عمليات ذوب مجدد قرار گرفت كنترل دما بهوسيله ترموكوپلهاي تعبيهشده در زيراليه انجام شد ارزيابي پوششهاي ايجاد شده و تعيين اثر عمليات ذوب مجدد و دماي آن روي خواص پوششهاي پاشش و ذوب مجدد شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي آناليز طيفسنج اشعه ايكس روش پراش پرتو ايكس ريزسختي سنجي نانوسختي سنجي تخلخلسنجي با نرمافزار آناليز تصوير و زبري سنجي انجام شد نتايج نشان داد كه ذوب مجدد باعث كاهش تخلخل و زبري سطح حذف مرز بين اسپلتها و بهبود پيوند متالورژيكي بين پوشش و زيراليه شده است ريزساختار پوشش از يك زمينه محلول جامد غني از نيكل با يوتكتيك Ni Ni3B به همراه رسوبات سخت كاربيد بور و كروم تشكيل شده است نمونه پاشش شده ريزساختار بسيار ريز زير 5 ميكرون همانند پودر اوليه NiCrBSi دارد در نمونههاي پاشش و ذوب مجدد شده ريزساختار مشابه نمونه پاشش شده است با اين تفاوت كه اندازه رسوبات درشتتري 5 5۳ ميكرون مشاهده شد عالوهبراين در نزديك فصل مشترك پوشش و زيراليه براي نمونههاي پاشش و ذوب مجدد شده منطقه سفيدرنگي عاري از رسوبات و غني از نيكل و آهن وجود دارد كه ضخامت اين منطقه با افزايش دماي ذوب مجدد افزايش يافت نتايج پراش پرتو ايكس حضور فازهاي CrB Ni31Si12 Ni3B Ni و 3 Cr7C را در نمونه پاشش شده و در تمامي نمونههاي پاشش و ذوب مجدد شده نشان داد بهعبارتديگر ذوب مجدد تغييري در نوع فازها ايجاد نكرده و فقط شدت پيك فازها بهغيراز Ni را تغيير داد ذوب مجدد باعث كاهش قابلتوجه تخلخل پوشش از 2۳ درصد براي نمونه پاشش شده به 2 درصد براي نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دماي ۰۰۳۳ درجه سانتيگراد شد شكل حفرهها در نمونه پاشش شده نامنظم و كشيده بوده و بيش از ۰5 درصد آنها غيركروي است اين در حالي است كه بعد از ذوب مجدد شكل حفرهها بيشتر كروي شده و سهم حفرهها با شكل كروي باالي ۰1 درصد شد ريزسختي نمونههاي پاشش و ذوب مجدد شده به علت انحالل رسوبات و يا رشد رسوبات قبلي در ساختار پوشش كاهش يافته و اين كاهش سختي با افزايش دماي ذوب مجدد بيشتر شد ميانگين ريزسختي نمونه پاشش شده ۰73 ويكرز است كه اين مقدار با افزايش دماي ذوب مجدد كاهش يافت كمترين مقدار سختي براي نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دماي ۰۰۳۳ درجه سانتيگراد با سختي ۰۳1 ويكرز است از نسبت شناخته شده سختي H به مدول االستيك E براي تعيين و رتبهبندي كارايي پوششها در شرايط مقاوم به سايش استفاده شد نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دماي ۰5۰۳ درجه سانتيگراد داراي تخلخل كم 4 2 ريزسختي متوسط ۰۳1 ويكرز و بيشترين نسبت H E در ميان پوششها است كلمات كليدي پاشش شعلهاي ذوب مجدد پوشش NiCrBSi ريزساختار آناليز تخلخل ريزسختي نانوسختي

Evaluation and optimization of the remelting and resolidification parameters of NiCrBSi coating deposited by flame spraying Mohammad Reza Karimi mrkarimi@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranDegree M Sc Language FarsiDr Hamid Reza Salimi Jazi Assist Prof Supervisor E mail hrjazi@cc iut ac irDr Mohamad Ali Golozar Prof Supervisor E mail golozar@cc iut ac irAbstractIn the current study effects of remelting process parameters of Ni based NiCrBSi coatingsdeposited by flame spraying were investigated Coatings were remelted by usingoxyacetylene torch at 950 1000 1050 and 1100 C Temperatures were controlled by fourthermocouples which were placed in the substrate Effect of remelting process wereinvestigated by using scanning electron microscopy SEM energy dispersive spectroscopy EDS X ray diffraction pattern XRD micro and nano hardness porosity measurementand roughness Results showed that remelting decreased porosity and surface roughness eliminated splat boundaries and improved metallurgical bonding between the coating andsubstrate Coatings microstructure consisted of Ni rich matrix with Ni Ni3B eutectic andhard carbide and boride precipitations Microstructure of the as sprayed sample was similarto NiCrBSi powders with fine grain size less than 5 m In the remelted coatings microstructure was similar to the as sprayed sample but with coarser precipitated particles 5 15 m Moreover a white zone with no precipitate and rich of Ni and Fe formed in thecoating close to the coating substrate interface The thickness of this zone increased byincreasing the remelting temperature Results of X ray diffraction patterns showed presenceof Ni Ni3B Ni31Si12 CrB and Cr7C3 phases in the as sprayed and remelted samples Nosignificant phase transformation occurred due to remelting process However all the peakintensities except Ni phase changed as a result of remelting process Remelting processcaused remarkable decrease in porosity level from 12 for the as sprayed sample to 2 forthe remelted sample at 1100 C Pore shape in the as sprayed sample was irregular elongated and more than 50 of them were sharp disk shaped While after remeltingprocess pore shape changed to near spherical and non flat spheroidal and more than 80 of them were spherical Micro hardness of all the remelted samples decreased because ofdissolution and growth of precipitates in the microstructure Micro hardness decreased moreby increasing the temperature of the remelting process The average hardness of the as sprayed sample was 970 HV while by remelting process and increasing its temperature thehardness decreased to its minimum value of 830 HV for the as sprayed sample that remeltedat 1100 C Remelted coatings were ranked according to the well known ratio of hardness H to elastic modulus E the higher H E ratio is related to the higher wear resistance Theas sprayed sample which remelted at 1050 C exhibited low porosity 2 4 moderate microhardness 860 HV and highest H E and ratio Keywords Flame spray remelting process NiCrBSi coating microstructure porosity micro and nano hardness

حميدرضا سليمي جزي، محمدعلي گلعذار

مهدي صالحي، محمود منير واقفي