پديد آورنده :
زارع زاده مهريزي، مجيد
عنوان :
روكش كاري سطحي ليزري نيكل با پودرهاي نانو كامپوزيتي Co(ss)/WSi2-CoWSi توليد شده به روش آلياژ سازي مكانيكي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
سيزده،105ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، علي سعيدي
استاد مشاور :
رضا شجاع رضوي
توصيفگر ها :
مقاومت به اكسيداسيون , ريز ساختار
تاريخ نمايه سازي :
29/6/93
استاد داور :
فرزاد محبوبي، فتح اله كريم زاده، مسعود عطاپور
كد ايرانداك :
ID662 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده هدف از انجام اين تحقيق توسعه پوششهاي كامپوزيتي جديد بر پايه سيستم Co W Si بوده كه مقاومت به اكسيداسيون مناسبي در دماهاي بالا داشته باشد در اين راستا ابتدا پودر نانوكامپوزيتي 2 Co ss CoWSi WSi به روش آلياژسازي مكانيكي و عمليات حرارتي توليد شد پودر به دست آمده روي زيرلايه نيكلي نشانده شد و از روش روكشكاري ليزري براي امتزاج آن با زير لايه استفاده شد پارامترهاي مختلف فرايند روكشكاري ليزري مورد مطالعه قرار گرفته و پارامترهاي بهينه ايجاد پوشش با ميزان امتزاج نيكل كمتر از 51 درصد در پوشش تعيين شد پس از بهينهسازي پارامترهايي همچون توان متوسط پرتو سرعت روبش و ميزان روي همافتادگي ريزساختار و سختي در راستاي عمق پوشش ارزيابي شد جهت تعيين مقاومت به اكسيداسيون پوشش مذكور تحت اكسيداسيون سيكلي در سه دماي 1100 C 900 C و 1300 C قرار گرفت نتايج نشان داد كه پس از 02 ساعت آلياژسازي مكانيكي مخلوط پودري Si 35W 25 Co فاز 2 WSi و پس از 05 ساعت فاز CoWSi تشكيل شد عمليات حرارتي براي دستيابي به پودرهاي پايدار روي مخلوط پودري 03 ساعت آلياژسازي مكانيكي شده به مدت 4 ساعت و دماي 1100 C انجام شده و نانوكامپوزيت 2 Co ss CoWSi WSi توليد شد پودر توليد شده با ضخامت 1 mm روي سطح نمونه نيكلي قرار داده شده و پارامترهاي روكشكاري شامل سرعت روبش 1 2 5 mm s توان 450W و ميزان روي همافتادگي 05 به عنوان پارامترهاي بهينه ليزر تعيين شد پس از روكشكاري پودر حاصله بررسي فازي نشان داد استفاده از پودرهاي پايدار شده سبب ايجاد پوشش 2 Co ss CoWSi WSi شده است ريزساختار پوشش متراكم و بدون حفره و ترك بوده و به دليل وجود تغييرات گراديان حرارتي و غلظتي در حين انجماد از سه ناحيه مختلف با ساختارهاي هممحور دندريتي و هممحور تشكيل شده است ريزسختي سنجي پوشش نشان داد كه سختي سطحي 950HV بوده و در راستاي عمق پوشش به طور يكنواخت به مقدار 08 سختي سطح در فصل مشترك ميرسد نتايج آزمايش اكسيداسيون سيكلي پوشش بيانگر مكانيزم نفوذ كنترل در هر سه دماي اكسيداسيون بود در دماي 900 C لايه اكسيدي متراكم و بدون حفره و ترك بوده و عمدتا از تركيب آمورف 2 SiO تشكيل شده است در حالي كه در دماي 1100 C لايه اكسيدي ضخيمتر شده و مخلوطي از اكسيدهاي تنگستن كبالت و سيليسيوم بود اين لايه نيز متراكم و بدون تخلخل بوده و به خوبي پوشش را محافظت ميكند در دماي 1300 C دو لايه روي سطح تشكيل شد لايه خارجي غني از 2 SiO و لايه داخلي غني از تنگستن و كبالت با مقدار اكسيژن بسيار ناچيز است در مراحل اوليه اكسيداسيون در اين دما اكسيدهاي فلزي در كنار 2 SiO فازهاي اسپينلي مختلفي تشكيل دادند اين تركيبات به دليل شوك حرارتي و عدم انطباق با زمينه غني از 2 SiO خرد شده و از سطح جدا شدند با گذشت زمان لايهاي غني از 2 SiO روي تمام سطح تشكيل شده و سرعت اكسيداسيون را شديدا كاهش داد با توجه به نتايج به دست آمده به نظر ميرسد در هر سه دما نفوذ به داخل اكسيژن مرحله كنترلكننده واكنش اكسيداسيون پوشش ميباشد كلمات كليدي مقاومت به اكسيداسيون روكشكاري ليزري 2 CoWSi WSi آلياژسازي مكانيكي ريزساختار
چكيده انگليسي :
112 Laser Surface Cladding of Ni by Co ss WSi2 CoWSi Nanocomposite Powder Produced by Mechanical Alloying Majid Zarezadeh Mehrizi majidzzm@ma iut ac ir 08 19 2014 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 8415683111 IranSuperviser1 Professor Morteza Shamanian shamanian@cc iut ac irSuperviser2 Professor Ali Saidi a saidi@cc iut ac irDepartmentGraduate Program Coordinated Dr Keivan Raisi Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 8415683111 Iran AbstractThe aim of this study was development of new composite coatings based on Co W Siternary system which has good oxidation resistance in high temperature For this first Co ss CoWSi WSi2 nanocomposite powder was synthesized by mechanical alloying andsubsequent heat treatment The synthesized powder was precipitated on Ni substrate andcladded by laser Different laser cladding parameters were investigated and optimizedparameters were obtained for having coating with almost 15at Ni After optimization ofparameters such as beam power scanning rate and overlapping the microstructure andhardness of coating were characterized To clarify oxidation resistance the coating wascyclically oxidized at 900 1100 and 1300 C The results showed that WSi2 and CoWSiwere formed after 30 h and 50 h ball milling respectively Heat treatment was done on 30h ball milled powder at 1100 C for 4 h and Co ss CoWSi WSi2 nanocomposite wasproduced The produced powder was precipitated on Ni substrate with 1 mm thickness andlaser cladding parameters including beam power 450 W scanning rate 2 5 mm s 1 andoverlapping 50 was obtained as optimized parameters After laser cladding phaseinvestigation showed that using the thermal stabilized powder caused Co ss CoWSi WSi2coating without any unexpected phases The microstructure of coating was dense crack free and formed from three different zones with equiax dendritic and eqiax structures Themicrohardness result showed that the hardness of coating was 950 HV and distributeduniformly to substrate The oxidation results confirmed diffusion control mechanism atthree temperatures The oxide scale was dense without any cracks and SiO2 rich at 900 C while at 1100 C the oxide scale was thicker dense and mixture of tungsten cobalt andsilica oxides At 1300 C the double scale was formed outer layer was SiO2 rich andinner layer was enrichment of tungsten and cobalt with alittle oxygen concentration Atinitial stage of oxidation at 1300 C spinel phases were formed by solid state reactionbetween parent metal oxides The spinels spalled and separated from the scale After that SiO2 rich layer covered the surface and reduced oxidation rate Based on these results inward diffusion of oxygen controlled the oxidation reactions at three temperatures Keywords Oxidation resistance laser cladding Co ss CoWSi WSi2 mechanical alloying microstructure
استاد راهنما :
مرتضي شمعانيان، علي سعيدي
استاد مشاور :
رضا شجاع رضوي
استاد داور :
فرزاد محبوبي، فتح اله كريم زاده، مسعود عطاپور
