بررسی رفتار سایشی پوشش WC/Ni اعمال شده به روش جوشکاری TIG برروی فولاد St52

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

چکیده

آلیاژ­سازی سطحی توسط فرآیند TIG یکی از روش­های بهبود خواص سطحی در فولادها است. این روش بدون تغییر خصوصیات زیرلایه صورت
 می­گیرد. آلیاژسازی از طریق افزودن عنصر آلیاژی مدنظر قبل و یا در حین ذوب سطحی انجام می­شود. در این پژوهش با استفاده از نیکل و ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن آلیاژسازی سطحی توسط فرآیند جوشکاری قوس تنگستن- گاز با جریان اعمالی 130 آمپر بر روی فولاد St52 انجام گردید. همچنین تأثیر افزایش درصد پودر WC بر روی سختی سطح نمونه­ها مورد ارزیابی قرار گرفت. دامنه افزایش سختی پوشش­های ایجاد شده بین 225 تا 680 ویکرز اندازه­گیری شد که این مقدار در نمونه بدون پوشش حدود 180 ویکرز است. ارزیابی ریزساختاری از سطوح ساییده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. مقاومت سایشی نمونه­ها بوسیله دستگاه سایش رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از سطوح سایش نشان داد که در حالت کلی افزایش مقدار ذرات تقویت کننده WC باعث افزایش مقاومت زمینه در برابر تغییر فرم  شده و در نهایت سبب بهبود مقاومت سایش نمونه­ها می­گردد. نتایج تست سایش نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن تا 80% وزنی مقدار کاهش وزن نمونه­ها کمتر شده و نرخ سایش نمونه­ها تا مقدار  100 کاهش می­یابد.

کلیدواژه‌ها


1. Rickerby, S. David, and Allan Matthews. Advanced surface coatings: a handbook of surface engineering. Blackie. Chapman and Hall, )1991.(
2. Florio, John J., and Daniel J. Miller, eds. Handbook of coating additives. CRC Press, )2004(.
3. G.Tosun, Ni–WC Coating on AISI 1010 Steel Using TIG: Microstructure and Microhardness, springer, King Fahd University of Petroleum and Minerals )2013(.
4. W. Lucas, TIG and PLASMA Welding, Handbooks in welding technology,series (1990).
5. F. Madadi, F. Ashrafizadeh , M. Shamanian, Optimization of pulsed TIG cladding process of stellite alloy on carbon steel using RSM”, Journal of Alloy and Compounds, 510(2012)71-77.
6. محسن جمالی، حیدر مقیمی و عباس هنربخش، بررسی نقش آلیاژسازی سطحی فولاد AISI 1045 با کرم توسط فرآیند TIG بر خواص سایشی، هفتمین سمینار ملی مهندسی سطح  و عملیات حرارتی (1385).
7. مرتضی صفری، علی شفیعی،کامران امینی، بررسی تاثیر عملیات زیر صفر عمیق بر سختی و رفتار تریبولیژیکی فولاد1/3255،مواد نوین ،تابستان(1394).
8. W. Ding, H. Jiang, X. Zeng, D. Li, and S. Yao, The surface modified composite layer formation with boron carbide particles on magnesium alloy surfaces through pulse gas tungsten arc treatment," Applied surface science, 253(2007)3877-3883.
9. فرزین قدحی و محمود حیدرزاده سهی، بررسی تأثیر ذوب سطحی توسط روش TIG بر ریز ساختار و خواص سایشی پوشش­های WC-Co اعمال شده به روش پلاسما اسپری در اتمسفر آزاد، نهمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران،آبان (1384).
10. Z. Lio, et. al6, Preparation of WC-Co Composite Powder by Electroless Plating and Application in Laser Cladding, Materials letters, 60(2006)1956-1959.
11. I.M. Hutchings, Tribology: Friction and wear of engineering materials ,Department of materials science and  metallurgy , University of Cambridg, )1992(.
12. Xinhong, Wang, et al. Fabrication of multiple carbide particles reinforced Fe-based surface hardfacing layer produced by gas tungsten arc welding process. Surface and Coatings Technology 203.8(2009)976-980.
13. M.J. Schneider, M.S., Chatterjee, Introduction to Surface Hardening of Steels, ASM Handbook, Volume 4A, pages 389-400(2013).
14. M. Zhong, W. Liu, Formation of  WC/Ni hard alloy coating by laser claddingof W/C/Ni pure element powder blend, International Journal of Refractory metals & hard materials, 24(2006)453-460.