Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Fakhreddin Ashrafizadeh
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohamad Hassan Amoshahi
محمدحسن عموشاهی فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Characterization and Microstructural Evaluation of Boride Rich Hardfaced Carbon Steel
In recent years, applying boride-rich cored wires is growing in industry. This is because of special properties produced by coating these materials in surfacing. The cored wires are applicable in different industries especially where corrosion and wear are important. Hardfacing of low carbon steel using a boron– rich cored wire alloy has been investigated. Arc spraying and gas metal arc welding (GMAW) methods were used in order to form a series of boride rich layers on the surface of low carbon steel. Experimental samples were prepared and coating was carried out under various conditions. Optical and electron microscopy, hardness and microhardness testing, XRD, and pin-on-disk wear test were used to evaluate the microscopic structure, surface roughness, mechanical properties type of boride layers, resistance and friction coefficient of boride layers, respectively. The results showed that the layer produced by arc spraying has a laminar type microstructure including iron borides (Fe 2 B and probably FeB, ?-Fe), oxide, and voids. The results of XRD showed that there are sharp peaks for ?-Fe, Fe 2 B and FeB phases in the coating, but by accurate comparison of the patterns, it can be seen that the more strong peaks belong to Fe 2 B. Considering the diffraction patterns, it can be said that the structure consists of hard Fe 2 B layers, low ?-Fe eutectic content plus Fe 2 B and undesirable FeB phase. The bonding of coating layer to the substrate is mechanical. Structure of the GMAW layer consists mainly Fe 2 B primary borides and probably FeB among a eutectic of borides and ?-Fe. XRD pattern Showed that boride phases content will increase from the interface to the substrate surface. The bonding between coating layer and the substrate is of metallurgical type. Boride composition in arc sprayed layers caused an increase in microhardness up to of 2300 Vickers and values of 1500 Vickers in GMAW deposits. Considering the wear path, wear particles, and surface of the pins by electron microscopy and EDS, it was observed that the main wear type was sliding wear. Oxidation, plastic deformation and lamination mechanisms took place in wear testing. Boride layers formation caused a considerable increase in wear resistance and a decrease in friction coefficient. Cooperation of the results indicated that the wear resistance in arc sprayed layers was higher than GMAW layers This difference in the wear rates is explained in terms of the much higher hardness of the borides and the different wear mechanisms. In particular, the transition from mild to sever wears mechanism occurring in steel suppressed in the case of the borided coatings, due to their higher load bearing capacity. .. Key Words: Alpha 1800, Arc spray, GMAW, Microhardness, XRD, Wear
در این پژوهش پوشش دهی فولاد ساده کربنی St52 با استفاده از سیم جوش غنی از عنصر بُر به دو روش پاشش قوسی و جوشکاری قوسی فلز- گاز بررسی شد. بدین منظور نمونه های جداگانه ای آماده سازی و تحت شرایط بهینه پوشش دهی صورت گرفت. به منظور بررسی ساختار میکروسکوپی، زبری پوشش، سختی، تشخیص نوع لایه های برایدی تشکیل شده و تعیین رفتار سایشی و ضریب اصطکاک لایه های برایدی به ترتیب از میکروسکوپ های نوری و الکترونی، زبری سنج، ریزسختی سنج، دستگاه پراش پرتو ایکس و دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. یافته های پژوهش نشان داد پوشش پاشش قوسی ساختاری لایه ای شامل برایدهای آهن (Fe 2 B، Fe-? و احتمالاً FeB) دارد و پیوند پوشش با زیرلایه، پیوندی مکانیکی است. ساختار پوشش جوشکاری قوسی فلز- گاز عمدتاً شامل برایدهای اولیه ی Fe 2 B و احتمالاً FeB در میان یوتکتیکی از برایدها و Fe- ? است و پیوند پوشش با زیرلایه پیوندی متالورژیکی است. ترکیبات برایدی در پوشش پاشش قوسی سبب افزایش ریزسختی تا مقادیر بالاتر از 2300 ویکرز و در پوشش جوشکاری قوسی فلز- گاز تا مقادیر بالاتر از 1500 ویکرز شده است. بررسی مسیر سایش، ذرات سایش و سطوح پین ها توسط میکروسکوپ الکترونی و EDX نشان داد نوع سایش عمده لغزشی است و مکانیزم های اکسیداسیون، تغییر شکل پلاستیک و ورقه ای شدن در سایش این پوشش ها عمل می کنند. تشکیل لایه های برایدی باعث شده است که مقاومت سایشی به میزان قابل توجهی افزایش و ضریب اصطکاک کاهش یابد. مقایسه ی دو فرایند برای این سیم جوش حاکی از عملکرد بهتر سایشی حاصل از پوشش پاشش قوسی نسبت به پوشش جوشکاری قوسی فلز- گاز است. استفاده از این ترکیب غنی از بُر در دمای بالا نشان داد این پوشش تا دمای C?550 پایدار است و خواص خود از جمله سختی را حفظ می نماید. کلمات کلیدی: سیم جوش غنی از بُر، پاشش قوسی، جوشکاری قوسی فلز- گاز، سایش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی