Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ahmadian,Mohmmad ali Golozar
مهدی احمدیان (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mojtaba Habibi Rad
مجتبی حبیبی راد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Corrosion behavior of WC-FeAl-B composites in aqueous media
WC-Co hardmetals are used for their combined high hardness and toughness. However, their poor corrosion resistance in aqueous solutions reduces the spectrum of their application. The hardness and wear resistance of WC-FeAl-B composites are much higher than WC-Co hardmetals and their toughness is comparable to toughness of WC-Co composites. The goal of thesis was a systematic investigation of the corrosion mechanisms of the WC-FeAl-B composites with electrochemical methods and analytical chemistry solution analysis characterization. WC-FeAl-B and FeAl-B were investigated by electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization and inductively coupled plasma spectroscopy (ICP). The solution pH dominates the effect of specific ions. In neutral and acidic solution, the corrosion process of WC-FeAl-B composites consists mainly of binder phase dissolution. At alkaline pH WC dissolution becomes more significant. Synergistic effects due to galvanic coupling between the FeAl-B binder and WC are accelerating binder dissolution and hindering WC dissolution in the composites comparing to the pure compounds.
هاردمتال‌های WC-Co به دلیل دارا بودن دو خاصیت سختی و انعطاف‌پذیری بالا به صورت توأمان، از جایگاه ویژه‌ای در صنعت برخوردار هستند. اما مقاومت خوردگیِ کم محدودیت‌هایی برای کاربرد این مواد ایجاد می‌کند. کامپوزیت‌های جدید WC-FeAl-B از نظر رفتار سایشی و مکانیکی خواص بهتری نسبت به هاردمتال‌های تجاری WC با پایه‌ی کبالت از خود نشان داده‌اند و از این رو به عنوان کاندیدی مناسب برای جایگزینی هاردمتال‌های تجاری WC-Co مطرح شده‌اند. برای بررسی کامل رفتار این دسته از کامپوزیت‌ها در این تحقیق رفتار خوردگی WC-FeAl- با مقادیر مختلف بور در pHهای مختلف شامل 1، 5/6 و 13 به ترتیب در محلول‌های یک نرمال 4 SO 2 H، 5/3 درصد NaCl و یک مولار NaOH مورد بررسی قرار گرفت. برای ساخت نمونه‌های کامپوزیتی (B-FeAl) %40 حجمی-WC، پودر اینترمتالیک و افزودنی بور و WC با اندازه دانه‌کاربید µm 69/0 تحت اتمسفر آرگون در دمای °C 1500 به صورت تک‌محوره با فشار MPa 20 پرس شدند. به منظور آنالیز سیستماتیک مکانیزم‌های خوردگی از روش‌های الکتروشیمیایی شامل طیف‌سنجی امپدانس و آزمون پلاریزاسیون تافل و هم‌چنین آنالیز محلول با استفاده از روش طیف‌سنجی با پلاسمای جفت‌شده‌ی القایی (ICP) بهره گرفته شد. با توجه به نتایج به دست آمده pH نقش مهمی در شکل و میزان تأثیر یون‌های مختلف روی کامپوزیت‌های WC-FeAl-B ایفا می‌کند. در محلول اسیدی و خنثی فرایند خوردگی عمدتاً شامل انحلال Fe از فاز بایندر است. در حالی که انحلال WC به صورت شیمیایی در pH قلیایی خود را نشان می‌دهد. تخریب عمدتاً در نتیجه‌ی انحلال انتخابی فازها (FeAl-B و یا WC) رخ می‌دهد. علت این امر ناتوانی این اجزا در ایجاد شرایط رویین است. برهم‌کنش‌ها بین دو فاز WC و FeAl-B به ایجاد زوج گالوانیکی بین این دو فاز منجر می‌شود در نتیجه‌ی این فرایند انحلال Fe و Al از فاز بایندر تشدید یافته و از خوردگی WC در کامپوزیت جلوگیری به عمل می‌آید. تأثیر دیگر، ایجاد واکنش‌های جداگانه‌ی آندی و کاتدی است. هم‌چنین در پی افزایش موضعی pH در نتیجه‌ی احیای کاتدی، انحلال شیمیایی WC تشدید می‌شود. این پدیده را آزمون ICP نشان می‌دهد. بور تأثیر چشم‌گیری روی رفتار خوردگی ایجاد نمی‌کند اما روی نوع اجزای انحلالی مؤثر است. در بازه‌ی pH اسیدی و خنثی کامپوزیت‌های WC-FeAl-B در مقایسه با هاردمتال‌های WC-Co از نظر رفتار خوردگی مقاومت کم‌تری از خود نشان می‌دهند اما در pH قلیایی رفتار این دو نوع کامپوزیت بسیار به هم نزدیک است. بیش‌ترین چگالی جریان خوردگی به محلول اسیدی و کم‌ترین آن به محلول خنثی مربوط می‌شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی