Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Hossein Edris
مهدي صالحي (استاد راهنما) حسين ادريس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Milad Fadavi Ardestani
ميلاد فدوي اردستاني

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Investigation of wear and high tempreture oxidation behavior of composite coating (TiB2-Co) deposited by thermal spray on 304 austenitic stainless steel
In this research charecterisations of TiB 2 -Co composite coating deposited by atmospheric plasma spray have been studied. So cobalt and titanium diboride powders were mixed in percentage of 20, 32.5 and 45 weight percent of Co in ball mill, then in order to have good flowability for thermal spray were granuled by spray drier process. Appropriate powders were deposited by atmospheric plasma spray in 3 different parameters on 304 austenitic stainless steel. X-Ray diffraction of mixed powders and coatings were analysed to charecterise the constituent phases. Also morphology, microstructure and porosity of powders as well as coating were observed using scanning electron microscope. The ball on disk wear test were performed at room temperature, loads of 5, 10 and 20 N, in distance of 1000 meters to evaluate the wear resistance of coatings and substrate. Worn surfaces were analyzed to investigate wear mechanisms using scanning electron microscope. The wear volume and depth were measured by interference profilometer. cycle oxidation test in temperature of 900 °C and 40 hrs done In order to investigate the oxidation resistance of coatings. Results of SEM images of cross section of coatings illustrated that increasing Co within appropriate parameters of plasma spray comes with decreasing amperage and voltage and increasing powder feedrate, improve the quality of coating. The abrasive mechanism observed in wear test for steel substrate. Linear mass loss observed in substrate wear test. For coating wear test no mechanism identified. Mass loss of coatings with inappropriate parameters was more than substrate somehow in load of 10 N the coatings completely were ruined. Results of oxidation test illustrated that coating with less porosity showed less mass gain. Also mass gain of substrate was extremely more than coated samples. EDS analyze of oxidation sample illustrated absence of oxygen in substrate that indicates perfect protection of coating against oxidation. Keywords: TiB 2 -Co coating, Wear test, Oxidation, Thermal spray
چکيده در اينپژوهش مطالعه خواص پوشش کامپوزيتي TiB 2 -Coحاصل از روش پاشش پلاسمايي اتمسفري انجام شده است. بدين منظور پودر کبالت به همراه دي بورايد تيتانيوم به ميزان 20، 5/32 و 45 درصد وزني کبالت درون آسياب گلوله اي به خوبي مخلوط شده، سپس توسط فرايند خشک کردن پاششي کروي شده تا براي پاشش حرارتي جريان پذيري مناسب را داشته باشد. پودر مناسب جهت پاشش حرارتي توسط فرايند پاشش پلاسماي اتمسفري در 3 پارامتر متفاوت بر روي زيرلايه فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 اعمال شد. جهت شناسايي فازهاي موجود در پودر و پوشش، آناليز پراش پرتو ايکس بر روي آن ها انجام شد. همچنين از دستگاه ميکروسکوپ الکتروني روبشي براي ارزيابي ريزساختار، تخلخل و مورفولوژي پودرو پوشش استفاده شد. جهت ارزيابي مقاومت به سايش پوشش ها و زيرلايه، آزمون سايش گلوله بر روي ديسک در دماي محيط تحت بارهاي 5، 10 و 20 نيوتن در مسافت 1000 متر انجام پذيرفت. سطوح مسير سايش توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي جهت بررسي مکانيزم سايش مورد بررسي قرار گرفت. از پروفيل سنج سطحي تماسي نيز جهت بررسي عمق و شدت سايش استفاده شد.در همين راستا به منظور مقاومت به اکسيداسيون پوشش ها، آزمون اکسيداسيون سيکلي در دماي 900 درجه سانتي گراد به مدت 40 ساعت انجام شد. نتايج حاصل از بررسي تصاوير ميکروسکوپي الکتروني روبشي از سطح مقطع پوشش ها نشان داد که افزايش کبالت در کنار پارامتر بهينه پاشش که با کاهش جريان و ولتاژ الکتريکي و افزايش نرخ جريان پودر همراه است، کيفيت پوشش را افزايش داده است. مکانيزم حاصل در آزمون سايش براي زيرلايه فولادي سايش خراشان بدست آمد. کاهش وزن در زيرلايه به صورت خطي بدست آمد. در مورد سايش پوشش ها مکانيزم غالبي مشخص نشد. کاهش وزن پوشش ها با پارامتر نامناسب بيشتر از زيرلايه بدست آمد طوري که در بار 10 نيوتن پوشش به طور کامل از بين رفت. نتايج حاصل از آزمون اکسيداسيون نشان داد که پوشش با ميزان تخلخل کمتر، افزايش وزن کمتري داشته است. همچنين افزايش وزن زيرلايه به شدت نسبت به نمونه هاي پوشش داده شده بيشتر است و افزايش وزن پوشش ها از قانون پارابوليک تبعيت مي کند. آناليز طيف سنجي انرژي نمونه اکسيداسيونعدم حضور اکسيژن در زير لايه را نشان داد که حاکي از محافظت پوشش از زيرلايه در مقابل اکسيداسيون مي باشد. کلمات کليدي : پوشش TiB 2 -Co، آزمون سايش، اکسيداسيون، پاشش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی