Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hossei Enayati,AliAkbar AlemRajabi,Mehdi Ahmadian,Mehdi Salehi
محمدحسين عنايتي (استاد مشاور) علي اکبر عالم رجبي (استاد مشاور) مهدي احمديان (استاد راهنما) مهدي صالحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeid Salavati
سعيد صلواتي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
In this research, improvement of tribological behavior of copper based on it's application in continuous casting moulds and increasing their service life was investigated. For this purpose, coating through surface engineering methods was selected. Different coating materials were investigated by ANSYS software to identify thermal behavior of them on copper plates of the moulds. Finally WC-Co cermet was selected for coating on the copper substrate. Different composition of this cermet was used as the microstructure powder (WC-10Co-4Cr, Wc-12Co, WC-17Co) and for nanostructured powder, ball milling process by SPEX 8000 was used for milling microstructure WC-10Co-4Cr powder and then agglomerated by spry drying method. Investigations on coatings characteristics were done by XRD phase analysis, SEM, ball-on-disk wear test in mould operation temperature (350 ??C), micro hardness, fracture toughness, coating cohesion testing and high temperature oxidation (TG). Result of high temperature wear test show that vertical cracks can take place because of difference between thermal expansion coefficient and related stresses in the interface of coating and substrate. It was identified that using Ni-Cr bondcoat between coating and substrate has not positive effect on wear behavior, cohesion and crack-resistance of the coating. Through microstructure coatings with different composition, WC-10Co-4Cr show better fracture toughness and hardness and wear resistance. Nanostructure coating had higher hardness and fracture toughness that microstructure coatings and it's wear resistance and cohesion strength was near to the microstructure coatings. Investigation of high temperature wear behavior of the coatings show that higher content of the binder cobalt phase lead to more cohesion of the coating to substrate and decrease crack formation in the coating. Finally WC-10Co-4Cr microstructure coating was selected for continuous casting copper plates.
در اين پژوهش، بهبود رفتار سايشي مس با تکيه بر کاربرد آن در قالب هاي مسي ريخته گري مداوم فولاد، جهت افزايش عمر کاري اين تجهيز، مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور روش هاي مهندسي سطح با استفاده از فرايند هاي پوشش دهي انتخاب شدند. مواد پوشش مختلف با استفاده از شبيه سازي حرارتي با نرم افزار ANSYS، جهت ارزيابي رفتار انتقال حرارت پوشش ها بر روي صفحات مسي قالب، مورد بررسي قرار گرفتند و از ميان آنها ترکيبات سرمت کاربيد تنگستن-کبالت انتخاب شد. به دليل ويژگي هاي خوب روش پاشش حرارتي HVOF براي پوشش دهيِ کاربيد تنگستن-کبالت، از اين روش براي پوشش دهي پودر ميکروساختار و نانوساختار کاربيد تنگستن-کبالت بر روي زيرلايه هاي مسي تهيه شده از صفحات قالب استفاده شد. ترکيبات مختلف پوشش کاربيد تنگستن ميکروساختار (WC-12Co و WC-17Co وWC-10Co-4Cr)، براي بررسي تاثير مقدار و نوع فاز زمينه ي پوشش، مورد استفاده قرار گرفت. براي توليد پودر نانو ساختار از روش آسياب کاري پودر ميکروساختار WC-10Co-4Cr با استفاده از آسياب پر انرژي EX 8000و سپس آگلومراسيون پودر حاصل با استفاده از فرايند spray drying استفاده شد. بررسي ها جهت مشخصه يابي پوشش ها با استفاده از آناليز فازي XRD، ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM)، تست سايش گلوله بر روي ديسک در دماي کاري قالب (350 درجه سانتيگراد)، آزمون ميکروسختي، تافنس شکست، آزمون چسبندگي پوشش و اکسيداسيون دماي بالا با استفاده از آزمون TG انجام پذيرفت. نتايج تست سايش دماي بالا نشان داد که در برخي نمونه ها، در اثر اختلاف در ضريب انبساط حرارتي و نوسانات دمايي و در نتيجه ايجاد تنش هاي حرارتي در پوشش و فصل مشترک پوشش و زيرلايه ، ترک هاي عمودي ايجاد مي شود. مشخص شد که استفاده از لايه ي مياني نيکل-کروم بين پوشش کاربيد تنگستن-کبالت و زيرلايه ي مسي تاثير مثبتي بر رفتار سايشي و چسبندگي و افزايش مقاومت به تر ک پوشش ندارد. از ميان نمونه هاي ميکروساختار با ترکيبات مختلف، پوشش WC-10Co-4Cr ايجاد شده با نسبت سوخت به اکسيژن کمتر(دماي پايين شعله)، تافنس شکست، مقاومت به سايش و سختي بالاتري را ارائه کرد و همچنين در اين پوشش ترک مشاهده نشد. پوشش نانوساختار کاربيد تنگستن-کبالت-کروم سختي و تافنس شکست بالاتري را نسبت به پوشش هاي ميکروساختار از خود نشان داد و از نظر مقاومت به سايش و چسبندگي نيز با اختلاف کمي، پايين تر از بهترين پوشش ميکروساختار، يعني WC-10Co-4Cr پاشش شده با دماي پايين شعله، مي باشد. بررس رفتار اکسايشي پوشش ها در دماي بالا نشان داد که مقدار بيشتر فاز بايندر کبالت به حفظ پوشش از نظر چسبندگي به زيرلايه و مقاومت به ترک کمک مي کند. در نهايت، پوشش WC-10Co-4Cr ميکروساختار ايجاد شده با دماي پايين تر شعله ي پاشش، براي استفاده بر روي صفحات مسي قالب انتخاب شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی