پديد آورنده :
ابراهيمي، بهاره
عنوان :
سنتز فلزشيشه اي پايه آهن و بررسي مقاومت به خوردگي آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
پانزده، 125ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
علي اشرفي، حميدرضا سليمي جزي
استاد مشاور :
بهزاد نيرومند
توصيفگر ها :
فلزات شيشه اي , پوشش آمورف , ليزر , روش پيش نشاني , فلزات شيشه اي پايه آهن , خوردگي
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، بهروز موحدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/06/12
چكيده فارسي :
چكيده ابداع فلزات شيشه اي امكان دستيابي به مواد با خواص منحصر به فرد و ظهور چشم اندازهاي جديد در زمينه كاربردهاي منحصر به فرد اين گروه از مواد پيشرفته را فراهم آورد خواص مكانيكي عالي مقاومت به خوردگي قابل توجه و قابليت هاي مغناطيسي خوب از جمله ويژگي هاي مورد توجه اين دسته از مواد ميباشد فلزات شيشه اي پايه آهن داراي خواص مكانيكي عالي و همچنين خواص خوردگي استثنايي هستند از ميان آلياژهاي مختلف پايه آهن دسته ي Fe Cr Mo B C داراي توانايي شيشه سازي خوب و مقاومت به خوردگي بااليي هستند از جمله روش هاي مورد استفاده براي تشكيل پوشش آمورف ميتوان به روش اسپري HVOF روش هاي الكتروشيميايي اسپاترينگ و ليزر اشاره كرد از بين اين روش ها استفاده از روكش كاري فلزي يا ليزر به دليل ويژگي هايي چون عدم هدررفت در زمان و ماده قابليت تنظيم خودكار قابليت حل شوندگي باال نرخ سرمايش باال و دقت خوب مناسب تر از بقيه ارزيابي گرديد مشكلي كه اغلب در فلزات شيشه اي پايه آهن به چشم ميخورد پالستيسيته ضعيف اين مواد در دماي اتاق است كه موجب تشكيل ترك در سطح نمونه و ايجاد خاصيت شكنندگي در ساختار خواهد شد بنابر اين توضيحات در اين پژوهش تركيب حاوي مس 01 Fe53 4Cr20Mo16Cu0 6C و تركيب حاوي نيكل 01 Fe42Cr20Mo16Ni12C انتخاب شده و سپس خميره هاي پودري مخلوط با آب و چسب پليمري PVA تهيه شده و بر روي زيراليه اي از جنس فوالد زنگ نزن 316L پيش نشاني گرديد پس از آن از ليزر Nd YAG با سرعت هاي روبش ليزري 4 و 6 و 8 ميليمتر بر ثاني ه براي اجراي فرآيند روكش كاري فلزي بر روي سطح هر دو مخلوط پيش نشاني شده استفاده گرديد اين عمل منجر به تشكيل پوششي از مخلوط خميري پيش نشاني شده بر روي زيراليه ي فوالد زنگ نزن گرديد براي فازيابي اين پوشش ها از آزمون پراش پرتو ايكس XRD استفاده گرديد ساختار پوشش ها از سطح و همچنين سطح مقطع نيز با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و گسيل ميداني مورد مطالعه قرار گرفت آزمون هاي خوردگي شامل پالريزاسيون پتانسيوديناميك و آزمون امپدانس الكتروشيميايي نيز در محلو 3 N HCl انجام گرفت به منظور بررسي خواص مكانيكي نيز آزمون ميكروسختي از سطح پوششها انجام شد نتايج حاصل از آزمون هاي انجام گرفته نشان داد پوشش هاي بدست آمده از اين روش داراي حداقل ضخامت 112 ميكرون و چسبندگي باال به زيراليه فوالدي است همچنين با افزايش سرعت روبش ليزري بي نظمي هاي سطح هر دو پوشش كاهش يافته و در مجموع پوشش با توپوگرافي يكنواخت تري حاصل گرديد در تركيب حاوي مس 01 Fe53 4Cr20Mo16Cu0 6C پس از اجراي فرآيند ليزر ساختاري مخلوط از فاز آمورف به همراه شبكه ي بلوري از فاز فريت Fe حاصل شد نتايج نشان داد كه مقدار فاز آمورف با افزايش سرعت روبش ليزري افزايش يافته تا اينكه در سرعت روبش ليزري8 ميليمتر بر ثانيه مقدار فاز آمورف به باالي 19 درصد در ساختار رسيده است همچنين شبكه ي بلوري فريت در سرعت روبش ليزري 8 ميليمتر بر ثانيه شكسته شد كه اين امر موجب اعما اثر حضور 8 19 درصد از فاز آمورف در اين ساختار گرديد و ميكروسختي آن به مقدار 428 ويكرز كه در حدود گزارش شده از ميكرو سختي براي فلزات شيشه اي پايه آهن هست افزايش يافت در آزمون خوردگي نيز چگالي جريان خوردگي تا بيش از 5 برابر نسبت به فوالد زنگ نزن 613ا كاهش يافت و پتانسيل خوردگي نيز تا بيش از 15 ميلي ولت افزايش نشان داد كه بيان كننده ي كاهش تمايل به خوردگي اين پوشش ها نسبت به زيراليه ي فوالد زنگ نزن 613ا ميباشد نتيجه ي آزمون امپدانس الكتروشيميايي نيز نشان داد مقاومت پالريزاسيون پوشش ها نسبت به زيراليه فوالدي تا نزديك 7 برابر بيشتر شده است نتيجه ي اجراي روكش كاري فلزي بر روي تركيب حاوي نيكل 01 Fe42Cr20Mo16Ni12C نيز ايجاد ساختاري حاصل از دو فاز فريت آستنيت را دربرداشت كه اين ساختار در سرعت روبشي 6 ميليمتر بر ثانيه به نسبت 15 15 رسيده و به عنوان يك پوشش فوالد دوفازي بهينه در اين پژوهش معرفي گرديده است خواص خوردگي اين پوشش ها نيز ازنظر چگالي جريان خوردگي نزديك به 9 برابر كاهش از جهت پتانسيل خوردگي بيش از 17 ميليولت مثبت تر و نيز از نظر مقاومت پالريزاسيون پوشش در برابر محلو خورنده در آزمون امپدانس الكتروشيميايي نزديك به 31 برابر نسبت به زير اليه افزايش داشته است پس از آزمون هاي خوردگي بر روي سطوح پوشش در سطح هر دو تركيب حفره هاي خوردگي فراواني مشاهده شدند كه در درجه او ناشي از حضور تخلخل هاي گسترده ابتدايي در ساختار پوشش ها كه محل مناسبي را براي تشكيل حفره خوردگي فراهم ميسازد بوده و در مرحله ي دوم ناشي از به پارامتر تركيبي معاد مقاومت به خوردگي حفره اي است كه تفاوت مقدار آن در دوفاز موجود در ساختار موجب ايجاد مناطق گالوانيك موضعي در نمونه ها گرديده و تشكيل خوردگي حفره اي را تشديد
چكيده انگليسي :
026 Synthesis and corrosion evaluation of Fe based metallic glasses Bahare Ebrahimi Bahare e1369@gmail com Date of submission June 13 2017 Department of Materials Enginereening Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor ashrafi@cc iut ac irAbstractIn copper containing composition of Fe53 4Cr20Mo16Cu0 6C10 after the laser processing combination of amorphous phase and crystalline network of ferrite has been created Theresults have been shown that using the laser scan speed of 8 mm s more than 90 of thestructure has been transformed to the amorphous phase In addition in this scan speed theferrite crystal network has been broken and well distributed and the resulting microhardnesshas been reached to 824Hv The corrosion current density of the resulting clads has beenreduced 5 times the steel 316L and corrosion potential has been increased more than 50 mV The EIS results revealed that the polarization resistance of the copper containing clads hasbeen reached about more than 7 times of the substrate The cladding using the nickelcontaining composition Fe42Cr20Mo16Ni12C10 resulted in a ferritic austeniticmicrostructure 50 50 using the scan speed of 6mm s as a duplex stainless steel structure The corrosion current density of the claddings has been reduced 9 times of the 316L stainlesssteel substrate and the corrosion potential has been increased more than 70 mV The EISresults revealed that the polarization resistance of the nickel containing clads has beenreached about more than 13 times of the substrate Overall it must be mentioned that use ofcopper and nickel instead of boron in the composition of Fe based metallic glass claddings and use of laser cladding method with the proper laser scan speed attainment of theminimum of 50 and maximum of 90 amorphous phase in the crack free claddings alongwith increasing the hardness and corrosion resistance would be conceivable Keywords metallic glasses Amorphous coating Laser surface melting pre placed Fe based metallic glass corrosion
استاد راهنما :
علي اشرفي، حميدرضا سليمي جزي
استاد مشاور :
بهزاد نيرومند
استاد داور :
محمدعلي گلعذار، بهروز موحدي
