Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Ghasem Azimi Rooien
علي شفيعي (استاد راهنما) قاسم عظيمي روئين (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shiva Heidari Haratmeh
شيوا حيدري هراتمه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
A large number of engineering components are damaged by surface phenomena such as wear, corrosion, erosion, thermal and mechanical fatigue. In the meantime, the equipment required in various factories and industrial processes suffers considerable damage from wear. A common way to extend the lifespan of tools that are used under strict working conditions and are highly susceptible to wear is to provide a hard coating on their surface. One of these methods is hardfacing. The hardfacing process is an effective way to reduce costs, maximize wear resistance, and extend the service life of machine parts by overcoming serve wear conditions. Research findings indicate that the addition of boron affects, not only the formation ofcarbides but also the hardness of the part as well as the wear resistance of the alloy and the hardness of the part increases with increasing boron. In this study, the effect of boron addition on Fe-Cr-C alloy as a coating on carbon steel was investigated by gas tungsten arc welding on an ST37 steel substrate. For this purpose, powders with different percentages of boron were prepared by mechanical alloying method. The paste was prepared from alloyed powder and after applying the paste on the steel surface and is drying. Then it was applied to the substrate using the gas tungsten arc welding method. The resulting microstructures were examined by scanning electron microscope and EDX analyses. The results showed that the addition of boron to the alloy caused the formation of carbide (M 3 C, M 7 C 3 , and M 23 C 6 ) and boride (M 3 B 2 , M 2 B and MB 2 ) phases in the austenitic matrix. The coated specimens were subjected to hardness and wear tests and it was found that the high volume fraction of carbides and borides increased the hardness up to 1200 HV for the samples containing 0.99 and 1.4% boron. It was also found that the sample containing 0.99% boron had the lowest wear rate. To determine the wear mechanism, wear surfaces were evaluated by scanning electron microscope and the results of the wear test showed that abrasive wear is the main wear mechanism. Keywords: Coating, Plain Carbon Steel, Boron Alloy, Gas Tungsten Arc Welding
چکيده درصد زيادي از قطعات مهندسي بر اثر پديده‌هاي سطحي نظير سايش، خوردگي، فرسايش، خستگي حرارتي و مکانيکي در ضمن کار آسيب ديده و يا منهدم مي‌شوند. در اين ميان تجهيزات و وسايل مورد نياز در کارخانه‌ها و فرآيند‌هاي مختلف صنعتي بر اثر سايش متحمل آسيب‌هاي قابل توجهي مي‌شوند. يک راه معمول براي افزايش طول عمر ابزارهايي که تحت شرايط کاري سخت و مشخص مورد استفاده قرار مي‌گيرد و شديداً در معرض سايش هستند، ايجاد يک پوشش سخت بر سطح آن‌ها مي‌باشد. يکي از اين روش‌ها، رويه‌سختي مي‌باشد. فرآيند رويه سختي يک ابزار مؤثر براي کاهش هزينه ها، به حداکثر رساندن مقاومت به سايش و افزايش طول عمر قطعات ماشين آلات با غلبه بر شرايط سايشي سخت است. يافته هاي پژوهش‌ها حاکي از آن است که افزودن بور نه تنها در تشکيل کاربيدها، بلکه سختي قطعه و همچنين مقاومت در برابر سايش آلياژ تأثير گذار است و سختي قطعه با افزايش بور افزايش مي يابد. در اين مطالعه تأثير افزودن بور به آلياژ Fe-Cr-C به عنوان يک آلياژ پوششي روي فولاد ساده کربني مورد بررسي قرار مي‌گيرد. پوشش به روش جوشکاري قوسي تنگستن -گاز محافظ روي زيرلايه‌اي از جنس فولاد ST37 ايجاد شد. به اين منظور در ابتدا پودرهاي با درصدهاي مختلفي از عنصر بور به روش آلياژسازي مکانيکي تهيه شدند. از پودر آلياژسازي شده خميري تهيه گرديد و پس از نشاندن خمير تهيه شده برروي سطح فولاد و خشک کردن آن، با استفاده از روش جوشکاري قوسي تنگستن- گاز محافظ پوشش روي زيرلايه اعمال شد. ريزساختار حاصله پس از اعمال پوشش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي و ميکروسکوپ نوري و آناليز EDX بررسي شدند. نتايج نشان داد که اضافه کردن بور به آلياژ سبب تشکيل فازهاي کاربيدي (M 3 C، M 7 C 3 و M 23 C 6 ) و بورايدي (M 3 B 2 ، M 2 B و MB 2 ) به صورت غير پيوسته در زمينه آستنيتي شده است. نمونه‌هاي پوشش داده شده تحت آزمون سختي‌سنجي و سايش قرار گرفتند و مشخص شد کسر حجمي بالاي کاربيدها و بورايدها باعث افزايش سختي تا 1200 ويکرز براي نمونه‌هاي حاوي0/99و 1/4% بور شده است . همچنين مشخص شد که نمونه حاوي 0/99% بور داراي کمترين نرخ سايش بوده است. جهت تعيين مکانيزم سايش، سطوح سايش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي مورد ارزيابي قرار گرفتند و نتايج آزمون سايش نشان داد که مکانيزم اصلي، سايش سايش خراشان است. کلمات‌کليدي: پوشش‌دهي، فولاد ساده کربني، ، آلياژ حاوي بور، جوشکاري قوسي تنگستن- گاز محافظ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی