اثر عنصر مولیبدن بر ریزساختار و مقاومت به سایش آلیاژ روکش سخت Fe-Cr-C-Mo بر روی فولاد ساده کربنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد، واحد شهر مجلسی، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 گروه مکانیک، واحد تیران، دانشگاه آزاد اسلامی، تیران، اصفهان، ایران

چکیده

در این تحقیق مخلوطی از پودرهای فرومولیبدن (مقدار متغیر)، فروکروم و گرافیت (به مقدار ثابت) از طریق جوشکاری قوس تنگستن گاز GTAW بر روی زمینه فولاد ساده ‌کربنی st37-2 روکش­کاری شده است. بررسی خواص لایه ایجاد شده بر روی زیرلایه مربوطه با استفاده از میکروسکوپ­های نوری و الکترونی روبشی (SEM)، میکروآنالیزور عنصری (EDS) و ریزسختی­سنجی صورت گرفت. آنالیز پرتو ایکس (XRD) مشخص نمود که ریزساختار نمونه­های مورد آزمایش متشکل از کاربیدهای کروم (Cr7C3) و (CrC) و کاربیدهای مولیبدن (MoC) هستند. علاوه بر این مشخص گردید که فاز آستنیت و فریت در هر دو نمونه تشکیل شده است. با افزایش مولیبدن به سیم جوش پایه Fe-Cr-C کاربید کروم (CrC) کمتری بر روی پوشش ایجاد شده است. نتایج آزمون سایش، بالاترین مقاومت به سایش را مربوط به نمونه شماره 2 حاوی Mo بیشتر با (69 راکول سی) نشان داده است. مطالعه نمونه­ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط با سطوح ساییده شده و بررسی آنها مشخص نمود که ساز و کار سایش برای نمونه حاوی مولیبدن، همراه با سایش خراشان، چسبان و شخم زدن است.

کلیدواژه‌ها


1. F., Molleda, J., Mora, F. J., Molleda, E., Mora, E., Carrillo, & B. G., Mellor, A study of the solid–liquid interface in cobalt base alloy (Stellite) coatings deposited by fusion welding (TIG). Materials characterization, 57(4) (2006) 227-231.

2. F., Madadi, F., Ashrafizadeh, & M., Shamanian, Optimization of pulsed TIG cladding process of stellite alloy on carbon steel using RSM. Journal of Alloys and Compounds, 510 (2012)71-77.

3. J.R. Davis, ASM handbook, volume 6: welding, brazing and soldering. ASM International, Materials, USA, (1993)787-799.

4. Y. C., Lin, & Y. C. Chen, Reinforcements affect mechanical properties and wear behaviors of WC clad layer by gas tungsten arc welding, Materials & Design, 45(2013)6-14.

5. S., Buytoz, M., Ulutan, & M. M. Yildirim, Dry sliding wear behavior of TIG welding clad WC composite coatings. Applied Surface Science, 252(5)(2005)1313-1323.

6. M. F., Buchely, J. C., Gutierrez, L. Leon, & A., Toro, The effect of microstructure on abrasive wear of hardfacing alloys, Wear, 259(1), 52-61.

7. R., Kumar, P., Kumari, & K. L. A. Khan, A review paper on research work done in hardfacing, Int. J. Appl. or Innov. Eng. Manag, 5(2016)129-134.

8. S. G., Sapate, & A. V. RamaRao, Erosive wear behaviour of weld hardfacing high chromium cast irons: effect of erodent particles, Tribology International, 39(3) (2006)206-212.

9. Dwivedi, D. K., Microstructure and abrasive wear behaviour of iron base hardfacing, Materials Science and Technology, 20(2004) 1326-1330.

10. R., Chotěborský, P., Hrabě, M., Müller, J., Savková, & M. Jirka, Abrasive wear of high chromium Fe-Cr-C hardfacing alloys, Research in Agricultural Engineering, 54(2008)192-198.

11. C. W., Kuo, C., Fan, S. H., Wu, & W.,Wu, Microstructure and wear characteristics of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic (Cr, Fe) 23C6 carbides in hardfacing alloys, Materials transactions, 48(9)(2007) 2324-2328.

12. S., Atamert, & H. K. D. H. Bhadeshia, Microstructure and stability ofFe- Cr- C hardfacing alloys. Materials Science and Engineering: A, 130(1)(1990)101-111.

13. Lin, C. M., Chang, C. M., Chen, J. H., & W. Wu, The effects of additive elements on the microstructure characteristics and mechanical properties of Cr–Fe–C hard-facing alloys. Journal of Alloys and Compounds,498(1) (2010)30-36.

14. M., Kirchgaßner, E., Badisch, & F. Franek, Behaviour of iron-based hardfacing alloys under abrasion and impact, Wear, 265(5) (2008)772-779.

15. E., Zumelzu, I., C., Goyos, Cabezas, O., Opitz, & A., Parada, Wear and corrosion behaviour of high-chromium (14–30% Cr) cast iron alloys, Journal of Materials Processing Technology, 128(1)(2002)250-255.

16. ثابت حامد، خیراندیش شهرام، میردامادی شمس‌الدین ، گودرزی مسعود، بررسی ریزساختار و مشخصات کاربیدهای(Cr,Fe)7C3در آلیاژهایپریوتکتیک روکش سخت پایهFe-Cr-C، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی مواد مجلسی، بهار ،شماره اول، ص21-34، (1390).

17. ثابت حامد، امبرآبادی‌زاذه سیدرضا، صادقی محمد، میرزا محمد نوید، بررسی ریزساختار و مقاومت به سایش لایه رویه سخت پایهFe-C-Nbبر روی فولاد ساده کربنی، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی مواد مجلسی، پائیز، شماره سوم، ص43-50، (1388).

18. S., Atamert, & H. K. D. H. Bhadeshia, Microstructure and stability of Fe- Cr- C hardfacing alloys, Materials Science and Engineering: A, 130(1)(1990)101-111.

19. صمیمی بهراد، سعادت عباس، خانزاده قره شیران محمد رضا، بررسی تاثیر افزودن مولیبدن بر خواص سایشی و متالوژیکی پوشش­های سخت Fe-Cr-C، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد ، دانشکده مهندسی مواد، (1394).

20. J., Yang, J., Tian, F., Hao, T., Dan, X., Ren, Y., Yang, & Q. Yang, Microstructure and wear resistance of the hypereutectic Fe–Cr–C alloy hardfacing metals with different La 2 O 3 additives, Applied Surface Science, 289(2014).  437-444