بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش رفتار سایشی فولاد سادهکربنی روکشکاری شده با الکترود - 1602پرکروم - پر کربن - مورد بررسی قرار گرفته است. هدف کلی افزایش مقاومت به سایش و سختی سطح فولاد سادهکربنی St52 میباشد. بدین منظور از الکترود 1602 که درصد کروم و کربن بالایی دارد روی سطح فولاد سادهکربنی St52 به روش جوشکاری قوسی فلز روپوشدار - SMAW - رسوب داده شد. سپس روکش از نظر ساختار میکروسکوپی، سختی و مقاومت سایشی مورد ارزیابی قرار گرفت.
بررسیها نشان میدهد که پوشش پرکروم - پرکربن دارای مقاومت سایشی قابل ملاحظهای و ضریب اصطکاک پایین تحت آزمون سایش در دمای محیط میباشد، که دلیل آن وجود کروم زیاد در روکش و وجود عناصر آلیاژی کاربیدساز میباشد. ترکیب بهینهای از کروم و عناصر آلیاژی کاربیدساز باعث افزایش مؤثر مقاومت به سایش میشود. همچنین بررسیهای سختی انجام گرفته شده روی سطح مقطع نشان دهنده کاهش سختی از سمت روکش به سمت فلزپایه میباشد و همچنین سختی فصل مشترک بیشتر از فلزپایه میباشد.
مقدمه
سایش عبارت است از کاهش تدریجی ماده از سطح جسمی که در مقابل سطح جسم دیگر حرکت نسبی دارد. سایش برخلاف مدول الاستیسیته و سختی، خاصیت ذاتی ماده نیست و بستگی به مؤلفههای سطحی یک مجموعه دارد. پدیده مذکور موجب اختلال در کارایی قطعات شده و ممکن است منجر به شکست فاجعهآمیز آنها گردد .[1] میزان سایش مواد تابعی از شرایط سایش، نیرویهای اعمالی، جنس و اندازه ذرات ساینده موجود در مجموعه و همچنین پارامترهای متالورژیکی ماده تحت سایش همچون ساختار میکروسکوپی، فازها و دانهبندی دارد 1]و.[2 انتخاب مواد مقاوم به سایش میتواند به طور قابل ملاحظهای در کاهش هزینهها و افزایش عمرکاری قطعات موثر باشد.
برای این منظور شناسایی مکانیزمهای سایش و روشهای محافظت از سطح تحت سایش برای یک انتخاب صحیح پراهمیت میباشد .[3] به طور کلی نحوه جابجایی مواد و ویژگیهای سطوح ساییده شده، نوع سایش را تعیین میکند، لذا میتوان انواع سایش را به دو روش عمده طبقهبندی نمود 3]و.[4 الف- براساس مکانیزم سایش ب- بر اساس محیط و نوع حرکت مطالعات مختلفی خواص لایههای روکشی، و کاربرد آنها را تحت شرایط مناسب بررسی کردهاند.
از جمله این تحقیقات میتوان مطالعاتی که درباره روشهای روکشکاری، نوع فلز زیرلایه،ترکیب فلزات روکشی و ریزساختار لایه روکشی [7-6] را نام برد. روکشکاری توسط جوشکاری در ابزار آلات کشاورزی، حفاری، صنایع نیشکر، معادن و دیگر صنایع برای افزایش سختی و مقاومت به سایش خراشان توأم با ضربه اجزاء استفاده می-شود .[5] بدین منظور از روشهای مختلف جوشکاری از جمله SMAW1، TIG2 و لیزر استفاده میشود .[8] در این تحقیق از الکترود 1602 و روش جوشکاری قوسی الکترود روپوشدار - SMAW - جهت ایجاد روکش بر سطح فولاد سادهکربنی St52 استفاده شده است. سپس روکش حاصل از لحاظ ریزساختار، سختی و رفتار سایشی مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش تحقیق
در این تحقیق از فولاد سادهکربنی St52 با حدود %2 درصد کربن به عنوان فلز پایه استفاده شد. همچنین برای روکشکاری سطح فولاد سادهکربنی از الکترود 1602 با ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی که در جدول 1 آورده شده است استفاده کردهایم. ابتدا چند نمونه مکعب مستطیل به ابعاد 100×50×10mm از جنس فولاد St52 تهیه گردید. سپس نمونهها قبل از انجام اعمال روکشکاری سطح آنها را تمیز کرده و عاری از هرگونه اکسید و چربی باشد، تا باعث ایجاد اتصال بهتر پوشش به زیرلایه گردد. قبل از روکشکاری، الکترودها به مدت 2 ساعت در دمای 300 درجه سانتیگراد در کوره خشک گردیدند، تا رطوبت موجود درآنها از بین رود. سپس الکترود بر روی نمونه به روش SMAW رسوب داده شد.
نمونه روکشکاری شده تحت عملیات سنگزنی مغناطیسی قرار گرفت. از نمونه روکشکاری شده و فولاد پایه نمونههای سایش به ابعاد 80×10×10mm توسط دستگاه وایرکات تهیه شد. نمونه روکشکاری شده و نمونه شاهد تحت بار 120N مورد آزمایش سایش قرار گرفتند. پین مورد استفاده از نوع فولاد بلبرینگ با سختی 65HRC بود. ساختار نمونه روکشکاری شده در قسمت روکش و همچنین فصل مشترک توسط میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه پوشش داده شده تحت سختیسنجی در مقطع عرضی پوشش، فصل مشترک و فلز پایه قرار گرفت و همچنین سطوح فلز پایه و نمونه روکش داده شده تحت سختیسنجی قرار گرفت و میانگین سختی آنها اندازهگیری شد.
