بخشی از مقاله
چکیده
تهیه شده است و بعد از آماده سازی در مرحله اول از مخلوط پودرهای فروکروم - مقدار ST2-37 در این تحقیق صفحاتی از متغیر - ، فرومولیبدن و گرافیت - به مقدار ثابت - و در مرحله دوم مخلوط پودرهای فرومولیبدن - مقدار متغیر - ، فروکروم و طی دو پاس - رفت و GTAW گرافیت - به مقدار ثابت - پوشش داده شدند. عملیات جوشکاری با روش قوس تنگستن گاز برگشت - با حرارت ورودی و میزان رقت ثابت به صورت رویه انجام شد.
بررسی خواص لایه ایجاد شده بر روی زیرلایه مربوطه با و ریزسختی سنجی صورت - EDS - ، میکروآنالیزور عنصری - استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی - CrC - مشخص نمود که ریزساختار نمونه های مورد آزمایش متشکل از کاربیدهای کروم - XRD - گرفت. آنالیز پرتو ایکس هستند. علاوه بر این مشخص گردید که فاز M7C3 و همچنین کاربیدهای کمپلکس - MoC - و کاربیدهای مولیبدن آستنیت و فریت در هر دو نمونه تشکیل شده است.
نتایج آزمون سایش، بالاترین مقاومت به سایش را مربوط به نمونه شماره 2بیشتر با 1171 - راکول سی - نشان داده است. مطالعه نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط با Cr حاوی سطوح سائیده شده و بررسی آنها مشخص نمود که ساز و کار سایش برای نمونه حاوی کروم ومولیبدن همراه با سایش .خراشان، چسبان و شخم زدن بوده است اما برای نمونه حاوی کروم کمترعلاوه بر موارد فوق همراه با کندگی است.
واژههای کلیدی: GTAW، ریزسختی سنجی ، سخت کاری سطحی ، Fe-Cr-C-Mo
مقدمه
پدیده سایش یکی از معضلاتی است که صنعت از دیرباز با آن مواجه بوده است - بنابراین از روکش¬کاری به جهت جلوگیری از سایش و بهینه کردن عمر کاری قطعات مهندسی استفاده میشود . - یکی از روش های متداول بهبود رفتار سطحی، افزودن عناصر آلیاژی نظیر کروم، تنگستن، بور و کربن به مذاب ایجاد شده در سطح و تشکیل فازهای سخت مانند WC وC 4 Bبا ضخامت مناسب بر روی سطح است . - ایجاد پوشش در سطح، کاربردهای گسترده ای در صنعت اتومبیل سازی، پتروشیمی، هوافضا و کشاورزی دارد.
عملیات جوشکاری به علت صرفه اقتصادی و ایجاد لایه های نسبتا ضخیم و مقاوم به عملیات حرارتی، آب کاری و پوشش دادن در شرایط سایش خراشان و ضربه ارجحیت دارند. - باید توجه داشت هر گونه عملیات سطحی نباید ویژگیهای حجمی - توده ای - ماده زیرلایه را کاهش دهد. خواص لایه سخت تابعی از ترکیب شیمیایی، انجماد، سرعت سرد شدن - بعد ازانجماد - ریزساختار، نوع، شکل و توزیع فازها است دارند.
لایه های روکش سخت مقاوم به سایش پایه آهنی بر اساس سیستم آلیاژی و همچنین بر مبنای نوع عنصر آلیاژی مشخص می شود. - بهترین سیستم آلیاژی از نوع Fe-Cr-C شناخته شده است. - تحقیقات راجع به ریزساختار آلیاژهای Fe-Cr-C نشان می دهد که این نوع آلیاژها ساختارهای یوتکتیک و هیپویوتکتیک و هایپریوتکتیک دارند، در این گونه موارد کاربیدهای3C 7 M اولیه به مقدار زیاد با غلظت های بالای کربن تشکیل می شوند. این ریزساختار دارای خواص مقاوم به سایشی خوبی هستند.
- عمده تحقیقات انجام شده برروی Fe-Cr-C مطالعه ریزساختار و ارتباط آن با سختی بوده است به عنوان مثال ثابت و همکاران، در تحقیق خود به بررسی اثر ترکیب شیمیایی بر ریزساختار و مقاومت به سایش آلیاژ روکش سخت Fe-Cr-C برروی فولاد ساده کربنی ایجاد شده با فرآیند جوشکاری GTAW پرداختند آنها در این تحقیق با نسبت ثابت 6 Cr/C = نشان دادن که ریزساختار به نحوی متشکل از آستنیت میشود و مقاومت به سایش با ترکیب شیمیایی هیپویوتکتیکی با افزایش مقدار کربن وکروم افزایش میابد.
ثابت و همکاران در تحقیق خود ریزساختار و مقاومت به سایش لایه رویه سخت پایه Fe-C-Nb را بر روی فولاد ساده کربنی به روش جوش¬کاری GTAW مورد بررسی قرار دادند. آنها دریافتند که با افزودن میزان نیوبیوم سختی سطح افزایش یافته و مقدار فاز مارتنزیت با کاهش همراه بوده و بر مقدار آستنیت افزوده شده و مقاومت به سایش لایه سخت نیز زیاد شده است.نوع کاربیدهای موجود در آلیاژهای Fe-Cr-C بستگی به میزان نسب Cr/C آلیاژ دارد، این نسبت تعیین کننده کاربرد آلیاژ در شرایط متفاوت سایش میباشد.
مقاومت به سایش خراشان عالی در این آلیاژها وقتی حاصل میگردد که نسبت Cr/C در محدوده 5 تا 8 قرار گیرد که این نسبت به کاربیدهای - 3C7 - Cr,Fe با آستنیت - غنی از آهن و کروم - در ساختار حاصل می گردد در تحقیق حاضر، تاثیر عناصر کروم و مولیبدن با درصد وزنی خاص، بر ریز ساختار و سختی روکش ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفته است.با توجه به عمده تحقیقات انجام شده بر روی آلیاژهایFe-Cr-C ، مطالعه بر ریز ساختار و ارتباط آن با سختی بوده است.
اما در خصوص مقدار سختی و خواص و مقاومت سایشی دو عنصر Cr,Moمطالعات سیستماتیک و پیوسته ای انجام نشده است. این تحقیق با مقایسه سختی و خواص سایشی و همچنین ارتباط ترکیب شیمیایی - Cr%, Mo%, C% - با ریز ساختار و مقاومت به سایش آلیاژهای سخت پرداخته است.
مواد و روش تحقیق
برای انجام آزمایش، فولاد ساده کربنی2- 37 st با ابعاد 200×120×10 mm به عنوان فلز پایه به کار برده شد. برای این منظور لایه های اکسیدی موجود در سطح ورق با کمک فرزدستی به ضخامت یک میلی متر سنگ زنی شد و بعد از شستشو با آب گرم تحت چربی زدایی با استون قرار گرفتند. جهت انجام آزمون دو نمونه مخلوط پودر فرومولیبدن و فروکروم کمکربن و گرافیت با تلورانس 0/1 گرم توزین و با نسبت های وزنی خاص پوشش داده شدند.
جهت تهیه پودرها از آسیاب گلولهای مدل800SPEX با گلوله سرامیکی به مدت یک ساعت استفاده به عمل آمد. و همچنین به منظور ایجاد مخلوطیکاملاً همگن، فرآیند مخلوط پودرها بهطور مجزا به وسیله دستگاه-EC 300 FXبا استفاده از % 20 وزنی چسب سیلیکات سدیم صورت گرفت. - نمونه ها با ضخامت 1 میلی متر پوشش داده شدند و در کوره عملیات حرارتی در دمای 120 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت خشک گردیدند. نمونه های خشک شده تحت عملیات روکش کاری از طریق جوش کاری به روش دو پاس - رفت و برگشت - از طریق جوشکاری قوس تنگستن گاز - GTAW - با میزان رقت ثابت به صورت رویه قرار گرفتند.
