Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Ghasem Azimi Rooien
علی شفیعی (استاد راهنما) قاسم عظیمی روئین (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shiva Heidari Haratmeh
شیوا حیدری 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
درصد زیادی از قطعات مهندسی بر اثر پدیده‌های سطحی نظیر سایش، خوردگی، فرسایش، خستگی حرارتی و مکانیکی در ضمن کار آسیب دیده و یا منهدم می‌شوند. در این میان تجهیزات و وسایل مورد نیاز در کارخانه‌ها و فرآیند‌های مختلف صنعتی بر اثر سایش متحمل آسیب‌های قابل توجهی می‌شوند. یک راه معمول برای افزایش طول عمر ابزارهایی که تحت شرایط کاری سخت و مشخص مورد استفاده قرار می‌گیرد و شدیداً در معرض سایش هستند، ایجاد یک پوشش سخت بر سطح آن‌ها می‌باشد. یکی از این روش‌ها، رویه‌سختی می‌باشد. فرآیند رویه سختی یک ابزار مؤثر برای کاهش هزینه ها، به حداکثر رساندن مقاومت به سایش و افزایش طول عمر قطعات ماشین آلات با غلبه بر شرایط سایشی سخت است. یافته های پژوهش‌ها حاکی از آن است که افزودن بور نه تنها در تشکیل کاربیدها، بلکه سختی قطعه و همچنین مقاومت در برابر سایش آلیاژ تأثیر گذار است و سختی قطعه با افزایش بور افزایش می یابد. در این مطالعه تأثیر افزودن بور به آلیاژ Fe-Cr-C به عنوان یک آلیاژ پوششی روی فولاد ساده کربنی مورد بررسی قرار می‌گیرد. پوشش به روش جوشکاری قوسی تنگستن -گاز محافظ روی زیرلایه‌ای از جنس فولاد ST37 ایجاد شد. به این منظور در ابتدا پودرهای با درصدهای مختلفی از عنصر بور به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه شدند. از پودر آلیاژسازی شده خمیری تهیه گردید و پس از نشاندن خمیر تهیه شده برروی سطح فولاد و خشک کردن آن، با استفاده از روش جوشکاری قوسی تنگستن- گاز محافظ پوشش روی زیرلایه اعمال شد. ریزساختار حاصله پس از اعمال پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری و آنالیز EDX بررسی شدند. نتایج نشان داد که اضافه کردن بور به آلیاژ سبب تشکیل فازهای کاربیدی (M 3 C، M 7 C 3 و M 23 C 6 ) و بورایدی (M 3 B 2 ، M 2 B و MB 2 ) به صورت غیر پیوسته در زمینه آستنیتی شده است. نمونه‌های پوشش داده شده تحت آزمون سختی‌سنجی و سایش قرار گرفتند و مشخص شد کسر حجمی بالای کاربیدها و بورایدها باعث افزایش سختی تا 1200 ویکرز برای نمونه‌های حاوی0/99و 1/4% بور شده است . همچنین مشخص شد که نمونه حاوی 0/99% بور دارای کمترین نرخ سایش بوده است. جهت تعیین مکانیزم سایش، سطوح سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفتند و نتایج آزمون سایش نشان داد که مکانیزم اصلی، سایش سایش خراشان است. کلمات‌کلیدی: پوشش‌دهی، فولاد ساده کربنی، ، آلیاژ حاوی بور، جوشکاری قوسی تنگستن- گاز محافظ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی