Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mohmmad ali Golozar
مهدی صالحی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parsa Pishva
پارسا پیشوا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

the effect of Depth of Grinding on Microstructural and Electrochemical of WC-10Co-4Cr Coating Produced by HOVF
Nowadays the WC-10Co-4Cr coatings deposited by HVOF are widely used to protect materials against corrosion and wear. Due to the high surface roughness of these coatings after spraying, grinding of coated substrate is inevitable. The aim of this study is to investigate the effect of depth of grinding on residual stress, corrosion, and tribocorrosion behavior of WC-10Co-4Cr coatings deposited by HVOF on carbon steel. The thickness of the as-sprayed coating on steel substrate was about 400 µm. In order to evaluate the effect of various grinding depth on coating properties four depth of grinding (i.e. 4, 10, 16 and 22 µm) were selected. X-Ray Diffraction results showed that after spraying, some of WC particles were changed to W 2 C due to decarburization. Porosity percent, surface roughness and microhardness of as-sprayed coating were respectively 0.5 percent, 3.666 µm, and 1301 Vickers. After grinding of coatings porosity percent and microhardness were increased to respectively 0.8 percent and 1333 Vickers and surface roughness was decreased to 0.181 µm. The compressive residual stress of as-sprayed coating was -297 MPa, which increased after grinding and finally, reached to -591 MPa for depth of 22 µm. Due to increasing the porosity and microcracks in surface and subsurface layers of coatings after grinding, the corrosion resistance of ground coatings was reduced. This was measured using potentiodynamic polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) test. Results obtained showed that by increasing the depth of grinding, the diameter of nyquist semicircles was reduced and bod curves were moved downward. By fitting the EIS test results it was observed that the most corrosion resistant coatings were as-sprayed one and coating with 4 µm depth of grinding, and the least corrosion resistant coating was coating with 22 µm depth of grinding. In tribocorrosion test under open circuit potential condition, due to degradation of the passive layer during wearing, potentials of all coatings were dropped. The amount of potential drop for all coatings was in the range of 48-58 mV. By increasing the depth of grinding and thus increasing the porosity and microcracks in coatings, the open circuit potential of coatings moved toward more negative values. As a result, the curves of tribocorrosion test under open circuit potential were shifted to the more negative potentials. At the end of wearing process due to the formation of renewed passive layer, the potential of coating began to rise and became close to the initial value of open circuit potential. Key words Wc-10Co-4r, Grinding, Residual Stress, Corrosion, triobocorrosion, HVOF.
امروزه پوشش‌های WC-10Co-4Cr تولید شده به روش HVOF کاربرد فراوانی جهت حفاظت از مواد در مقابل خوردگی و سایش دارند. به دلیل زبری سطح بالای این پوشش‌ها پس از پاشش، سنگ‌زنی این پوشش‌ها امری اجتناب ناپذیر محسوب می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر عمق سنگ‌زنی بر تنش پسماند، رفتار خوردگی و تریبوخوردگی پوشش‌ WC-10Co-4Cr تولید شده به روش HVOF روی زیرلایه فولاد کربنی می‌باشد. ضخامت پوشش اولیه ایجاد شده روی زیرلایه فولادی حدود 400 میکرومتر بوده است. سنگ‌زنی پوشش‌ها در 4 عمق 4، 10، 16 و22 میکرومتر انجام شد تا اثر افزایش عمق سنگ‌زنی بر خواص پوشش مورد ارزیابی قرار گیرد. با استفاده از نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نشان داده شد که پس از اعمال پوشش، در اثر کربن‌زدایی مقداری از ذرات کاربید تنگستن WC به W 2 C تبدیل شدند.درصد تخلخل، زبری سطح و میکروسختی پوشش بلافاصله پس از پاشش به ترتیب برابر 5/0 درصد، 666/3 میکرومتر و 1301 ویکرز بود. سنگ‌زنی پوشش‌ها باعث افزایش درصد تخلخل تا 8/0 درصد، کاهش زبری سطح تا 181/0 میکرومتر و افزایش میکروسختی تا 1333 ویکرز شد. همچنین تنش پسماند پوشش اولیه برابر با 297- مگاپاسکال بود که پس از سنگ‌زنی تنش پسماند فشاری با افزایش عمق سنگ‌زنی افزایش پیدا کرد و در نهایت به 591- مگاپاسکال برای پوشش سنگ‌زنی شده با عمق 22 میکرومتر رسید. به علت افزایش درصد تخلخل و میکروترک‌ها در سطح و لایه‌های زیرین پوشش پس از سنگ‌زنی، مقاومت خوردگی پوشش پس از سنگ‌زنی کاهش پیدا کرده است، به‌طوری که با افزایش عمق سنگ‌زنی چگالی جریان خوردگی پوشش‌ها افزایش یافته و پتانسیل خوردگی پوشش‌ها به پتانسیل خوردگی فولاد زیرلایه نزدیک‌تر شده است. نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز نشان‌دهنده کاهش مقاومت خوردگی پوشش‌ها با افزایش عمق سنگ‌زنی بود. با افزایش عمق سنگ‌زنی قطر حلقه‌ها در منحنی نایکوئیست کاهش پیدا کرده و منحنی‌های باد به سمت پایین جابه جا شدند. پس از برازش نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز مشخص شد که بیشترین مقاومت خوردگی مربوط به پوشش اولیه و پوشش سنگ‌زنی شده با عمق 4 میکرومتر بوده و کمترین مقاومت خوردگی مربوط به پوشش سنگ‌زنی شده با عمق 22 میکرومتر می‌باشد. در آزمون تریبوخوردگی در شرایط پتانسیل مدار باز، به علت تخریب لایه رویین در حین سایش پتانسیل تمامی پوشش‌ها افت پیدا کرد. میزان این افت پتانسیل برای پوشش‌ها نزدیک به‌هم و در محدوده 48-58 میلی ولت بوده است. با افزایش عمق سنگ‌زنی و در نتیجه افزایش تخلخل و میکروترک در پوشش، پتانسیل مدار باز پوشش‌ها به سمت پتانسیل‌های منفی‌تر جابه جا شده و در نتیجه نمودارهای حاصل از آزمون تریبوخوردگی در شرایط پتانسیل مدار باز نیز به سمت پتانسیل‌های منفی جابه جا شده‌اند. پس از توقف سایش و با تشکیل مجدد لایه رویین، پتانسیل پوشش‌ها شروع به افزایش کرده و به مقدار اولیه پتانسیل مدار باز نزدیک شده است. کلمات کلیدی WC-10Co-4Cr، سنگ‌زنی، تنش پسماند، خوردگی، تریبوخوردگی، HVOF.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%