Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi
مهدي صالحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kiavosh Sheykhi Hamouleh
کياوش شيخي حموله

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Development of Stellite 6- Chromium CarbideNickel Chrome Cermet Powders with HVOF Thermal Spray Metod
In this research, the effect of adding chromium carbideickel chrome to stellite 6 powder in High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) coatings was investigated. For this reason, the various amounts of chromium carbideickel chrome powder (10%, 20% and 30 wt. %) were mixed with stellite 6 powder by mixer without ball and then, mixed powders was deposited on Inconel-617 substrate with HVOF process. Microstructure, porosity, morphology and phase analysis of powders and coatings were evaluated by using optical microscope, scanning electron microscope and X-Ray Diffraction. Coatings hardness and toughness were determined by micro and macro Vickers hardness test. In order to evaluate tribological properties of the coatings, ball on disk wear test were performed in 1000 m with 40 N load in ambient and 600 degree of centigrade temperatures. Also, the cyclic oxidation test at 800 degree of centigrade in 50 hours time was performed to determine the coatings oxidation resistance. Results show that coatings hardness increased with increasing of chromium carbideickel chrome reinforcement. Stellite 6-30 wt. % chromium carbideickel chrome coating had the highest wear resistance than others. Study of wear surface topography by SEM indicates the formation of oxide layer on the wear track which contributed to reduction of friction coefficient and increasing of coatings wear resistance. The oxide layer tends to be formed at high temperatures therefore, chromium increasing in coatings will facilitate the formation of this layer. Wear mechanism was mainly delamination wear. Results of oxidation test show that Steliite 6- chromium carbideickel chrome had the highest oxidation resistance due to low porosity and low interfacial between coating matrix and reinforcement. As well as, weight gain follows the parabolic law. Because of porosity and interfacial between coating matrix and reinforcement, weight gain rate is high at the beginning of oxidation test. Vice versa, this rate decreased gradually due to formation of layer which include different oxides and spinnels that closed oxygen diffusion paths. Keywords: Stellite 6, Wear test, Oxidation, Chromium Carbideickel Chrome, HVOF
در اين پژوهش اثر اضافه کردن کاربيد کرم/ نيکل کرم به پودر استلايت6 بر خواص پوشش‌هاي حاصل از روش پاشش حرارتي سوخت اکسيژن سرعت بالا ) [1] (HVOF بررسي شده است. بدين منظور پودر کاربيد کرم/ نيکل کرم با مقادير10، 20 و 30 درصد وزني با پودر استلايت6 درون آسياب بدون گلوله به خوبي مخلوط شد و توسط فرايند پاشش حرارتي سوخت اکسيژن سرعت بالا بر روي زيرلايه‌هايي از جنس سوپرآلياژ اينکونل 617 پوشش داده شد. به منظور ارزيابي ريزساختار، تخلخل و مرفولوژي پودر و پوشش‌هاي بدست آمده از ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي استفاده شد. در اين راستا فازيابي پودر و پوشش‌ها با روش پراش پرتو ايکس انجام گرفت. تعيين ‌سختي وچقرمگي پوشش‌ها نيز با روش سختي‌سنج ويکرز انجام شد. ارزيابي مقاومت به سايش پوشش‌ها با آزمون سايش گلوله بر روي ديسک در دماي محيط و در دماي 600 درجه سانتيگراد تحت بار 40 نيوتن در مسافت 1000 متر صورت پذيرفت. به منظور ارزيابي مقاومت به اکسيداسيون پوشش‌ها، آزمون اکسيداسيون سيکلي در دماي 800 درجه سانتيگراد به مدت 50 ساعت انجام شد. نتايج حاصل از آزمون سختي‌سنجي و فازيابي نشان داد سختي پوشش‌ها با افزايش درصد کاربيد کرم/ نيکل کرم در پوشش‌ها افزايش مي يابد که اين امر به دليل افزايش ميزان فازهاي کاربيدي در ساختار پوشش مي‌باشد. پوشش حاوي 30 درصد وزني کاربيد کرم/ نيکل کرم بيشترين ميزان مقاومت به سايش را در دماي محيط و در دماي 600 درجه سانتيگراد از خود نشان داده است. بررسي توپوگرافي سطوح سايش با ميکروسکوپ‌الکتروني‌روبشي، نشان دهنده تشکيل لايه اکسيدي بر روي سطح سايش يافته مي‌باشد که سهم بسزايي در کاهش ضريب اصطکاک و مقاومت به سايش پوشش‌ها دارد. اين لايه اکسيدي تمايل بيشتري به تشکيل در دماي بالا دارد لذا افزايش ميزان کرم در ترکيب پوشش موجب سهولت در تشکيل اين لايه مي‌گردد. مکانيزم سايش مشاهده شده عمدتا از نوع سايش ورقه‌اي مي‌باشد. نتايج حاصل از آزمون اکسيداسيون نشان داد که پوشش حاوي 10 درصد وزني کاربيد کرم/ نيکل کرم به دليل تخلخل پايين و ميزان فصل مشترک کمتر بين زمينه و ذرات تقويت‌کننده بيشترين ميزان مقاومت به اکسيداسيون را در مقايسه با ديگر پوشش‌ها داشته و افزايش وزن آن از قانون پارابوليک تبعيت مي‌کند. در ابتداي آزمون اکسيداسيون به دليل وجود تخلخل و فصل مشترک زمينه و فاز تقويت کننده، ميزان افزايش وزن زياد است ولي با گذشت زمان و تشکيل لايه اکسيدي شامل اکسيد و اسپينل‌هاي مختلف بر روي سطح و بسته شدن مسير نفوذ اکسيژن نرخ افزايش وزن پوشش‌ها کاهش يافت. کلمات کليدي: استلايت6، آزمون سايش، اکسيداسيون، کاربيد کرم/ نيکل کرم، HVOF [1] High Velocity Oxygen Fuel

ارتقاء امنیت وب با وف بومی