Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Hossein Edris
مهدی صالحی (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Milad Fadavi Ardestani
میلاد فدوی اردستانی

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
در اینپژوهش مطالعه خواص پوشش کامپوزیتی TiB 2 -Coحاصل از روش پاشش پلاسمایی اتمسفری انجام شده است. بدین منظور پودر کبالت به همراه دی بوراید تیتانیوم به میزان 20، 5/32 و 45 درصد وزنی کبالت درون آسیاب گلوله ای به خوبی مخلوط شده، سپس توسط فرایند خشک کردن پاششی کروی شده تا برای پاشش حرارتی جریان پذیری مناسب را داشته باشد. پودر مناسب جهت پاشش حرارتی توسط فرایند پاشش پلاسمای اتمسفری در 3 پارامتر متفاوت بر روی زیرلایه فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 اعمال شد. جهت شناسایی فازهای موجود در پودر و پوشش، آنالیز پراش پرتو ایکس بر روی آن ها انجام شد. همچنین از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی برای ارزیابی ریزساختار، تخلخل و مورفولوژی پودرو پوشش استفاده شد. جهت ارزیابی مقاومت به سایش پوشش ها و زیرلایه، آزمون سایش گلوله بر روی دیسک در دمای محیط تحت بارهای 5، 10 و 20 نیوتن در مسافت 1000 متر انجام پذیرفت. سطوح مسیر سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت بررسی مکانیزم سایش مورد بررسی قرار گرفت. از پروفیل سنج سطحی تماسی نیز جهت بررسی عمق و شدت سایش استفاده شد.در همین راستا به منظور مقاومت به اکسیداسیون پوشش ها، آزمون اکسیداسیون سیکلی در دمای 900 درجه سانتی گراد به مدت 40 ساعت انجام شد. نتایج حاصل از بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از سطح مقطع پوشش ها نشان داد که افزایش کبالت در کنار پارامتر بهینه پاشش که با کاهش جریان و ولتاژ الکتریکی و افزایش نرخ جریان پودر همراه است، کیفیت پوشش را افزایش داده است. مکانیزم حاصل در آزمون سایش برای زیرلایه فولادی سایش خراشان بدست آمد. کاهش وزن در زیرلایه به صورت خطی بدست آمد. در مورد سایش پوشش ها مکانیزم غالبی مشخص نشد. کاهش وزن پوشش ها با پارامتر نامناسب بیشتر از زیرلایه بدست آمد طوری که در بار 10 نیوتن پوشش به طور کامل از بین رفت. نتایج حاصل از آزمون اکسیداسیون نشان داد که پوشش با میزان تخلخل کمتر، افزایش وزن کمتری داشته است. همچنین افزایش وزن زیرلایه به شدت نسبت به نمونه های پوشش داده شده بیشتر است و افزایش وزن پوشش ها از قانون پارابولیک تبعیت می کند. آنالیز طیف سنجی انرژی نمونه اکسیداسیونعدم حضور اکسیژن در زیر لایه را نشان داد که حاکی از محافظت پوشش از زیرلایه در مقابل اکسیداسیون می باشد. کلمات کلیدی : پوشش TiB 2 -Co، آزمون سایش، اکسیداسیون، پاشش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی