Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Hamidreza Salimi jazi
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما) حمیدرضا سلیمی جزی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maliheh Ataollahi
ملیحه عطاءالهی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Evalution the thermal process of manganese - nickel alloy for stainless steel brazing
Manganese-nickel-chromium alloy is used as filler metal in brazing of the stainless steel and nickel-base superalloys. The melting point of this alloy is in the range of 1080-1100 °C and is usually produced by casting in vacuum. In this study, the possibility of using mixture of manganese, nickel and chromium powders in atmospheric plasma spraying and powder flame spray for brazing of stainless steel has been evaluated. Appropriate weight percentages of the powders were mixed and spray coated on the surface of 304 stainless steel substrates. The powders used for plasma spray process were mechanically alloyed for 15 and 50 hours in two different energy planetary ball mills. Samples of the powders, after15 hours ball milling, were annealed at 800 °C for 5 h to form Mn(Ni) solid solution. For flame spraying the powders used of two different sizes were prepared in order to examine the effect of particle size on the rate of oxidation. Experimental results showed that in both conditions, the phases formed were similar, but the amount of phases was different. In the atmospheric plasma spray coatings, the phases in mechanical alloyed powder for 15 h and annealed powder were similar and include manganese oxide, nickel, solid solution Mn(Ni), Mn Y Ni 1-Y O and NiMn 2 O 4 oxides. In both processes, the powders reacted with oxygen and formed manganese oxide phases including MnO and Mn Y Ni 1-Y O, leading to increase in the melting point of coatings. Thus, annealing in the temperature range of 1080-1200 °C caused only superficial and partial melting. From the experimental results, it was concluded that, due to excessive oxidation, neither atmospheric plasma spraying nor powder flame spray process can be used in brazing of conventional manganese-nickel-chromium alloy. Keywords : flame spray, plasma spray, mechanical alloying, spray and fuse, braizing, manganese-nickel alloy.
آلیاژ منگنز-نیکل-کروم به عنوان پر کننده در لحیم کاری سخت فولاد های زنگ نزن و سوپر آلیاژ های پایه نیکل کاربرد دارد. نقطه ذوب این آلیاژ در محدوده ی 1100-1080 درجه ی سانتی گراد است و معمولا به روش ریخته گری در خلأ تولید می شود. در تحقیق حاضر امکان استفاده از مخلوط پودری منگنز، نیکل و کروم با روش های پاشش شعله ای پودری و پاشش پلاسمای اتمسفری برای لحیم کاری سخت فولاد های زنگ نزن مورد ارزیابی قرارگرفته است. پودر های منگنز، نیکل و کروم با درصد های وزنی مشخص با هم مخلوط و با روش پاشش شعله ای پودری روی سطح فولاد زنگ نزن 304 پوشش داده شدند؛ همچنین برای فرایند پاشش پلاسمای اتمسفری، پودر ها به مدت 15 و 50 ساعت در دو آسیاب با انرژی های مختلف آسیاب کاری شدند. بخشی از پودر 15 ساعت آسیاب کاری شده، در دمای 800 درجه ی سانتی گراد، به مدت 5 ساعت آنیل شد که طی آن محلول جامد نیکل در منگنز تشکیل گردید. در روش پاشش شعله ای دو نوع پودر با اندازه ذره ی مختلف آماده شدند تا تاثیر اندازه ذره بر میزان اکسیداسیون پوشش مورد بررسی قرار گیرد. یافته ها نشان داد که در هر دو مورد فاز های تشکیل شده در عملیات پاشش یکسان هستند اما درصد آن ها با یکدیگر متفاوت می باشد. فاز های تشکیل شده در پوشش های پاشش پلاسمای اتمسفری پودر 15 ساعت آسیاب کاری و پودر 50 ساعت آسیاب کاری مشابه هستند و عبارتند از: اکسید منگنز، نیکل، محلول جامد نیکل در منگنز، اکسید های Mn Y Ni 1-Y O و NiMn 2 O 4 . در هر دو روش، پودر منگنز با اکسیژن ترکیب شده و فاز های اکسیدی شامل MnO و Mn Y Ni 1-Y O تشکیل می شود که باعث بالا رفتن نقطه ذوب پوشش می گردد. با حرارت دادن پوشش ها در محدوده دمایی 1200-1080 درجه ی سانتی گراد، فقط ذوب سطحی و جزئی اتفاق می افتد. نتایج کلی حاکی از آن است که فرایند های پاشش شعله ای پودری و پلاسمای اتمسفری هنگام تولید پوشش منگنز- نیکل-کروم سبب اکسیداسیون زیاد پودر می شوند و برای ایجاد ماده ی پر کننده ی لحیم کاری سخت نمی توان از آن ها در شرایط معمول استفاده نمود. واژه‌های کلیدی: پاشش شعله ای پودری؛ پاشش پلاسمای اتمسفری؛ ذوب مجدد؛ لحیم کاری سخت؛ آلیاژ منگنز-نیکل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی