شماره مدرك :
18441
شماره راهنما :
16044
پديد آورنده :
خدابخشي، آرزو
عنوان :

مشخصه يابي پوشش هاي پايه نيكل NiCrBSi با ذرات تقويت كننده كاربيد تنگستن به روش جوشكاري ليزري

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
جوشكاري
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1401
صفحه شمار :
چهارده، 82ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار.
توصيفگر ها :
آلياژ پايه نيكل NiCrBSi , پوشش دهي , فرايند روكش كاري ليزري , ريزساختار , مقاومت فرسايشي , مقاومت سايشي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/01/30
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/04/17
كد ايرانداك :
2923886
چكيده فارسي :
از جمله آلياژهاي پر كاربرد پايه نيكل، آلياژ NiCrBSi است كه داراي خواص مطلوبي در محيط¬هاي خورنده براي قطعات در معرض سايش و فرسايش است. در اين پژوهش، مشخصه¬يابي پوشش¬ پايه نيكل NiCrBSi و پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-30%WC و NiCrBSi-60%WC توليد شده با فرايند روكش¬كاري ليزر انجام شد. بررسي¬هاي ريزساختاري و فازي پوشش¬ها با استفاده از پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به طيف¬سنجي تفكيك انرژي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه پوشش NiCrBSi عمدتا از فاز Ni-γ با ساختار كريستالي FCC به عنوان فاز اصلي و فازهاي بورايدي Ni3B و ‍CrB تشكيل شده و پوشش¬هاي كامپوزيتي علاوه بر فازهاي فوق، شامل فازهاي كاربيدي Cr7C3، Cr23C6، WC وW2C نيز مي¬باشند. نتايج بررسي¬هاي ميكروسكوپي نشان دادند كه در پوشش NiCrBSi ترك¬هايي در راستاي عمود بر جهت اسكن پرتو ليزر در سطح پوشش ايجاد مي¬شود، اما در پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-WC، اثري از اين ترك¬ها مشاهده نشد. ريزساختار زمينه پوشش¬هاي NiCrBSi داراي يك فاز دندريتي و رسوبات بين دندريتي بود. در پوشش¬هاي كامپوزيتي، ذوب جزئي در سطح ذرات كاربيدتنگستن در طول فرايند روكش ليزري باعث ايجاد يك ناحيه نفوذي و همچنين رسوب كاربيدهاي سوزني شكل و بلوكي در نزديكي اين ذرات شد. نتايج سختي سنجي در سطح مقطع پوشش¬ها نشان دادند كه ريزسختي پوششها پس از افزودن ذرات تقويت¬كننده كاربيدتنگستن به دليل توزيع فاز سخت كاربيدتنگستن، انحلال جزئي آن و تشكيل فازهاي ثانويه سخت افزايش مي¬يابد؛ افزايش مقدار ذرات تقويت¬كننده از 30 به 60 درصد باعث افزايش سختي شد. مقاومت به فرسايش، سايش و خوردگي پوشش¬ها مورد ارزيابي قرار گرفت. مطالعات تريبولوژيكي نشان دادند افزودن ذرات تقويت¬كننده باعث بهبود مقاومت به فرسايش و سايش پوشش¬ها مي¬شود. نتايج بررسي¬ها نشان دادند كه مقاومت فرسايشي پوشش NiCrBSi در زوايه 90 درجه بالا بوده و در پوشش¬هاي كامپوزيتي NiCrBSi-WC در زوايه 30 درجه مقاومت فرسايشي مناسبي مشاهده شد. پوشش كامپوزيتي NiCrBSi-30%WC داراي بهترين مقاومت به سايش و فرسايش بود. فرسايش در پوشش NiCrBSi با مكانيزم نرم و در پوشش¬هاي كامپوزيتي با مكانيزم ترد رخ داد. مكانيزم غالب سايش در پوشش¬هاي NiCrBSi و NiCrBSi-30%WC ورقه¬اي و اكسيدي بوده و در پوشش NiCrBSi-60%WC سايش عمدتا با مكانيزم چسبان رخ داده است. نتايج آزمون¬هاي خوردگي نشان دادند افزودن ذرات تقويت¬كننده كاربيدتنگستن و افزايش كسر حجمي اين ذرات باعث كاهش مقاومت به خوردگي پوشش¬ها مي¬شود.
چكيده انگليسي :
Applying resistant coatings by surface modification techniques are widely used to improve the wear, erosion and corrosion resistance and hardness of the metallic components. NiCrBSi alloy is one of the most widely used Nickel-based alloys with desirable properties for wear and erosion applications. In this study, characterization of NiCrBSi, NiCrBSi-30%WC and NiCrBSi-60%WC coatings, fabricated by laser coating process, was performed. Microstructural investigations and phase transformation studies of coatings were carried out using X-Ray Diffraction (XRD) test, Optical microscope (OM) and Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with X-ray Energy Dispersive Spectroscopy. The XRD results indicated that NiCrBSi coating mostly consisted of γ-Ni phase with FCC crystal structure and Ni3B and CrB boride phases. In composite coatings, however, Cr7C3, Cr23C6, WC and W2C carbide phases were also found in addition to the above-mentioned phases. The microscopic investigations showed that while some cracks were formed in the NiCrBSi coating in the direction perpendicular to the scanning direction of the laser beam on the surface of the coating, in NiCrBSi/WC composite coatings, these cracks were observed. The matrix of NiCrBSi coating consisted of dendritic and inter-dendritic microstructure. In composite coatings, partial melting of WC particles during the laser coating process led to the formation of diffusion zone as well as the precipitation of needle-shaped and blocky carbides near these particles. The microhardness measurement results from the cross section of the coatings showed that the microhardness of the coatings increases by addition of WC reinforcing particles which can be due to the distribution of WC hard phase, its partial dissolution and the formation of hard secondary phases. Additionally, by increasing the amounts of reinforcing particles from 30 to 60%, hardness of coatings significantly increased. The erosion, wear and corrosion resistance of the coatings were also eva‎luated. The results of tribological investigations indicated that the addition of reinforcing particles improves the erosion and wear resistance of coatings. The erosion test results showed that the erosion resistance of NiCrBSi coating at the angle of 90 degree was high whilst a suitable erosion behavior was observed in NiCrBSi/WC composite coatings at the angle of 30 degree. NiCrBSi-30%WC composite coating had the best wear and erosion resistance. By increasing WC content to 60%WC, a significant effect on wear and erosion was not observed. In NiCrBSi coating, erosion occurred with a ductile mechanism. In contrast, the erosion mechanism in composite coatings was brittle. The dominant wear mechanism in NiCrBSi and NiCrBSi-30%WC coatings was delamination and oxide mechanism while in NiCrBSi-60%WC coating, wear mainly occurred with an adhesive mechanism. The results of corrosion tests indicated that addition of WC reinforcing particles and increasing the volume fraction of WC led to a reduction in the corrosion resistance of coatings.
استاد راهنما :
عبدالمجيد اسلامي , فخرالدين اشرفي زاده
استاد مشاور :
پاتريشيو مندز
استاد داور :
قاسم عظيمي روئين , ابوذر طاهري زاده
لينک به اين مدرک :

بازگشت