Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hossei Enayati,AliAkbar AlemRajabi,Mehdi Ahmadian,Mehdi Salehi
محمدحسین عنایتی (استاد مشاور) علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور) مهدی احمدیان (استاد راهنما) مهدی صالحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeid Salavati
سعید صلواتی

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 این پژوهش، بهبود رفتار سایشی مس با تکیه بر کاربرد آن در قالب های مسی ریخته گری مداوم فولاد، جهت افزایش عمر کاری این تجهیز، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور روش های مهندسی سطح با استفاده از فرایند های پوشش دهی انتخاب شدند. مواد پوشش مختلف با استفاده از شبیه سازی حرارتی با نرم افزار ANSYS، جهت ارزیابی رفتار انتقال حرارت پوشش ها بر روی صفحات مسی قالب، مورد بررسی قرار گرفتند و از میان آنها ترکیبات سرمت کاربید تنگستن-کبالت انتخاب شد. به دلیل ویژگی های خوب روش پاشش حرارتی HVOF برای پوشش دهیِ کاربید تنگستن-کبالت، از این روش برای پوشش دهی پودر میکروساختار و نانوساختار کاربید تنگستن-کبالت بر روی زیرلایه های مسی تهیه شده از صفحات قالب استفاده شد. ترکیبات مختلف پوشش کاربید تنگستن میکروساختار (WC-12Co و WC-17Co وWC-10Co-4Cr)، برای بررسی تاثیر مقدار و نوع فاز زمینه ی پوشش، مورد استفاده قرار گرفت. برای تولید پودر نانو ساختار از روش آسیاب کاری پودر میکروساختار WC-10Co-4Cr با استفاده از آسیاب پر انرژی EX 8000و سپس آگلومراسیون پودر حاصل با استفاده از فرایند spray drying استفاده شد. بررسی ها جهت مشخصه یابی پوشش ها با استفاده از آنالیز فازی XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تست سایش گلوله بر روی دیسک در دمای کاری قالب (350 درجه سانتیگراد)، آزمون میکروسختی، تافنس شکست، آزمون چسبندگی پوشش و اکسیداسیون دمای بالا با استفاده از آزمون TG انجام پذیرفت. نتایج تست سایش دمای بالا نشان داد که در برخی نمونه ها، در اثر اختلاف در ضریب انبساط حرارتی و نوسانات دمایی و در نتیجه ایجاد تنش های حرارتی در پوشش و فصل مشترک پوشش و زیرلایه ، ترک های عمودی ایجاد می شود. مشخص شد که استفاده از لایه ی میانی نیکل-کروم بین پوشش کاربید تنگستن-کبالت و زیرلایه ی مسی تاثیر مثبتی بر رفتار سایشی و چسبندگی و افزایش مقاومت به تر ک پوشش ندارد. از میان نمونه های میکروساختار با ترکیبات مختلف، پوشش WC-10Co-4Cr ایجاد شده با نسبت سوخت به اکسیژن کمتر(دمای پایین شعله)، تافنس شکست، مقاومت به سایش و سختی بالاتری را ارائه کرد و همچنین در این پوشش ترک مشاهده نشد. پوشش نانوساختار کاربید تنگستن-کبالت-کروم سختی و تافنس شکست بالاتری را نسبت به پوشش های میکروساختار از خود نشان داد و از نظر مقاومت به سایش و چسبندگی نیز با اختلاف کمی، پایین تر از بهترین پوشش میکروساختار، یعنی WC-10Co-4Cr پاشش شده با دمای پایین شعله، می باشد. بررس رفتار اکسایشی پوشش ها در دمای بالا نشان داد که مقدار بیشتر فاز بایندر کبالت به حفظ پوشش از نظر چسبندگی به زیرلایه و مقاومت به ترک کمک می کند. در نهایت، پوشش WC-10Co-4Cr میکروساختار ایجاد شده با دمای پایین تر شعله ی پاشش، برای استفاده بر روی صفحات مسی قالب انتخاب شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی