ارزيابي مقاومت به سايش، فرسايش و خوردگي پوشش هاي NiCrBSi اعمال شده بر زيرلايه فولاد زنگ نزن به روشPTAW

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

آلياژهاي NiCrBSi گروهي از آلياژ پايه نيكل هستند و در مواردي كه هم‌زمان به مقاومت در برابر سايش، فرسايش و خوردگي در سيستم مورد نياز است اعمال مي‌شوند. اين پوشش به‌طور قابل توجهي با هزينه نسبتا كم در دسترس است. در اين پژوهش به بررسي خواص سايشي، فرسايشي و خوردگي پوشش‌هاي كولمونوي4، كولمونوي5 و كولمونوي6 پوشش‌دهي شده بر زيرلايه فولاد زنگ نزن 420 به روش جوشكاري قوس انتقال يافته پلاسما (PTAW) پرداخته شده‌ است. بررسي‌هاي ريز ساختاري و فازي پوشش‌ها با استفاده از پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، مجهز به طيف‌سنج تفكيك انرژي انجام شد. نتايج نشان دادند كه ريزساختار فولاد زنگ نزن 420، تيغه‌هاي مارتنزيتي و كاربيد‌هاي كروم در فواصل بين دانه‌اي و مرزدانه‌ها در زمينه مارتنزيتي است. باتوجه به اين‌كه تركيب اوليه هر سه پوشش داراي درصد بالاي نيكل مي‌باشد، پوشش عمدتا از فازγ-(Ni-Fe) تشكيل شده است. علاوه براين با آناليز الگوي پراش اشعه ايكس پوشش‌ها مشخص شد فازهايNi3B ، Cr2B، Cr7C3 و Cr3C2در پوشش‌هاي كولمونوي4،كولمونوي 5 و كولمونوي 6 وجود دارند، كه باتوجه به درصد متفاوت عناصر آلياژي در هر آلياژ، فراواني فازهاي موجود در هركدام از اين پوشش‌ها متفاوت است. مقاومت به سايش، فرسايش و خوردگي پوشش‌ها و زيرلايه مورد ارزيابي قرار گرفت. مطالعات تريبولوژيكي نشان دادند پوشش‌هاي كولمونوي مقاومت سايشي و فرسايشي بهتري نسبت به زيرلايه دارا هستند. با افزايش ميزان كروم، كربن و بور در پوشش‌ها، ميزان تشكيل فازهاي سخت كاربيدي و بورايدي در زمينه نيكلي بيش‌تر مي‌شود و سختي و خواص سايشي را بهبود مي‌بخشد. در ميان نمونه‌ها پوشش كولمونوي6 بهترين رفتار سايشي را به دليل وجود بيش‌ترين فازهاي سخت كاربيدي و بورايدي از خود نشان داد. مكانيزم‌هاي غالب سايش در پوشش‌ها سايش چسبان و خراشان بود اما براي فولاد زنگ نزن 420 مكانيزم سايش ورقه‌اي مشاهده شد. با توجه به نتايج آزمون فرسايش نمونه كولمونوي6 در زاويه 30 درجه به دليل سختي بيش‌تر و كولمونوي4 در زاويه 90 درجه به دليل چقرمگي بيش‌تر، بهتربن عملكرد فرسايشي را داشتند. با بررسي نتايج خوردگي، مشخص شد كه فولاد زنگ نزن 420 مقاومت بيش‌تري در برابر خوردگي، به دليل تشكيل يك فيلم غيرفعال روي آن، دارد. پوشش‌هاي كولمونوي به دليل ايجاد ترك در حين عمليات پوشش‌دهي مقاومت دربرابر خوردگي كم‌تري نسبت به زيرلايه از خود نشان دادند.

223252

خوردگي و حفاظت

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان