Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Ali Zeinal Hamadani,Fakhreddin Ashrafizadeh
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) علی زینل همدانی (استاد مشاور) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farhad Madadi
فرهاد مددی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Evaluation of Microstructure and Wear Resistance of Stellite6/Tungsten Carbide Cladding by Pulse Current Gas Tungsten Arc Welding
Evaluation of Microstructure and Wear Resistance of Stellite6/Tungsten Carbide Cladding by Pulse Current Gas Tungsten Arc Welding The main behaviour of this research is the study on microstructure, hardness, dilution, phase formation, wear behaviour, fracture toughness and bending strength of stellite6 composite cladding on carbon steel with and without reinforcement in two pulsating and continuous current mode. Mixtures of Stellite6 alloy powders and 10%, 20%, 30% and 40% tungsten carbide (WC) powders were used as the coating materials. The process of welding was gas tungsten arc welding (GTAW). The microstructures of these coating were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction(XRD). The specimens were characterized by ene rgy dispersion spectroscopy (EDS) and micro hardness test and for bending strength, a three point bending machine was used. Wear tests were carried out using pin-on-disk method. The worn surfaces were examined by scanning electron microscopy. Results showed that the micro structures of these claddings include chromium carbides phases dispersed in the matrix of the Co-based alloy with dendritic structure. The hardness of specimen with 40% tungsten carbide (WC) and claded in pulsating mode was higher than other specimens. The surface hardness of specimen with 40% tungsten carbide (WC) was near 600 HV. The dominant mechanism of wear test was abrasive with some adhesive wear. The weight loss of the specimen with increase in weight fraction of reinforcement decrease. Coefficient of friction for satellite without tungsten carbide (WC) was measured betwee 0.2-.28. Use of pulsating current mode decreased the dilution of iron because of decrease in the amount of heat input. Toughness of stellite6 withoute reinforcement was higher than other specimens. The added tungsten carbide (WC) was completely melted into the weld pool and the resolidified structure contained ?-Co, ?-CoCr and some types of carbides. It was indicated that the use of pulsed current leads to a decrease in dilution and formation of a finer microstructure having higher hardness. Several significantly different solidified microstructures were characterized by dendrites, eutectics and faceted dendrites in the claddings. The faceted dendrites contained the majority of W as well as Cr and Co while the matrix had higher Cr and Co content. The presence of faceted dendrites caused improvement in wear behavior of claddings, with more tungsten carbide (WC) content introduced, more faceted dendrites was obtained. This study highlights the experimental study carried out to develop mathematical models to predict dendrite arm spacing and hardness of the cladding overlay.
در این تحقیق به بررسی ساختار میکروسکوپی، خواص سایشی روکشی از استلایت 6 برسطح فولادساده کربنی بدون حضور و با حضور تقویت کننده کاربید تنگستنی پرداخته شد. بدین منظور نمونه‌هایی از جنس فولاد ساده کربنی توسط روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز (GTAW) با جریان پالسی و پیوسته با مخلوط پودر استلایت6 و کاربید تنگستن روکش کاری شدند. برای این کار پس از مخلوط کردن پودرها با نسبت های مناسب حاوی مقادیر30،20،10 و40 درصد از تقویت کننده، مخلوط در قالب استوانه ای شکل فشرده شده و روی زیرلایه آماده شده قرار گرفته و سپس روکش کاری در دو حالت جریان پیوسته و پالسی انجام می شد. مقطع عرضی نمونه‌ها به‌وسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج بدست آمده، ریز ساختاری دندریتی که حاوی کاربیدهای گوناگونی است را در تمام نمونه ها نشان می دهد. همچنین با افزایش درصد کاربید تنگستن برمیزان فاز هایپویوتکتیک + (?+WC)) ?) افزوده شده و سبب بالا رفتن سختی نمونه ها می گردد. جهت شناسایی نوع فازهای تشکیل شده در سطح روکش و فصل‌مشترک از آزمون پراش پرتو ایکس استفاده گردید. بر اساس الگوی پراش پرتو ایکس نمونه های روکش کاری شده، وجود فازهای غنی از کبالت، Co 3 W 3 C، CoCx و همچنین پیک‌های فازهای حاوی عنصر آهن مانندFe 6 W 6 C که نشان‌دهنده رقت روکش بوده، تایید شد. بررسی میزان رقت در نمونه‌ها توسط آزمون طیف سنجی انرژی انجام شد. به‌کمک آزمون سختی و ریزسختی سنجی، پروفیل سختی نمونه‌ها تهیه شد. آزمون سایش پین روی دیسک به‌منظور بررسی مقاومت به سایش نمونه‌های روکش‌کاری جوشی شده با ترکیب شیمیایی متفاوت انجام گرفت. سپس سطوح سایش توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت و از آزمون طیف سنج انرژی پرتو ایکس جهت ابزار شناسایی پس از سایش استفاده شد. با افزایش درصد تقویت کننده روکش استلایت، سختی و مقاومت به سایش افزایش یافت. مکانیزم سایش نمونه‌های دارای روکش استلایت، مکانیزم سایش خراشان و چسبان بود . نمونه استلایت6 با 40درصد تقویت کننده روکش کاری شده در حالت پالسی بیشترین سختی و مقاومت به سایش را از خود نشان دادند. ضریب اصطکاک استلایت روکش کاری شده در حالت جریان پیوسته در حدود 3/0-25/0 اندازه‌گیری شد. این در حالی است که این مقدار برای حالت پالسی چیزی در حدود 25/0-2/0 بود. با افزایش درصد تقویت کننده بر میزان ضریب اصطکاک افزوده می شد. جهت ارزیابی چقرمگی شکست نمونه های روکش کاری شده از آزمون خمش سه نقطه ای و ماکروسختی سنجی استفاده شد. همچنین از طراحی آزمایش مرکب مرکزی که جزء روش رویه پاسخ [1] است، جهت مشخص کردن نسبت تاثیر گذاری هرکدام از عوامل تاثیرگذار دستگاه جوشکاری در حالت پالسی بر خواص مختلف و اثر تعاملات آنها استفاده شد. پس از بررسی های انجام شده، عوامل جریان بیشینه، جریان کمینه، فرکانس و زمان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی