Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Shamanian esfahani,Mehdi Salehi
مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما) مهدی صالحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Izadi
علی ایزدی قهفرخی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Characterization of Co-Ti-C Composite Coatings Formed by GTAW In the carrent study the in-situ fabrication process of a layered metal matrix composite coating was The coating consists of a matrix of cobalt-titanium intermetallics and the reinforcement phase of titanium carbide. The fabrication process is welding was Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), conducted using a pre-placed powder mixture of elemental titanium, cobalt, and graphite. Several materials characterization methods including microstructure, Vickers microhardness, dilution, phase formation, wear, fracture toughness were employed to study the coating and coating–substrate interface. The intermetallic phases in the matrix vary from Co-rich phases at the coating surface to Ti-rich compounds near the substrate. The microstructure and microhardness of the samples were surveyed across the cross section. Various samples were used to study the microstructure. Metallographic samples were prepared using standard mechanical polishing procedures and etching in a solution containing hydrofluoric acid (HF), nitric acid (HNO 3 ) and water with volume ratio of 1:6:7. Then, microstructure, hardness and phase structure of samples were investigated using scanning electron microscopy, microhardness measurements and XRD analysis, respectively. The interface is revealed to have a smooth profile, free of any porosity or cracks, with good metallurgical bonding to the substrate. The microstructures of these coating were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction. The specimens were investigated by energy dispersion spectroscopy (EDS) and micro hardness test was used. A relatively uniform hardness in the range of 760- 980 HVN is achieved through a depth of 500m into the coating. The surface hardness of specimen with 40% TiC was near 980 HVN and The hardness gradually decreases to 400 HVN at the substrate interface. The hardness evolution, which is predictable using the Rule of Mixtures, is explained by the fraction of the carbide particles and the type of intermetallic compounds in the matrix. The mechanism of wear was abrasive and adhesive wear. The weight loss of specimen with increase in weight fraction of reinforcement decrease. Mathematical models were developed to predict hardness and dilution percent of claddings. Response surface method (RSM) was used not only for development of the regression models but also for better understanding of the effect of variables. In addition, analysis of variance (ANOVA) was employed to check the adequacy of the developed models. Based on the results of the mathematical models, it was observed that reinforcement parameters can significantly affect the hardness while they have not a significant .
در این تحقیق ریزساختار و خواص سایشی روکش کامپوزیتی از نوع ترکیبات بین فلزی Co-Ti همراه با تقویت کننده TiC بر سطح تیتانیوم خالص به روش جوشکاری قوسی تنگستن–گازمورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور مخلوط های پودری Co-TiوCo-Ti-C با نسبت استوکیومتری مشخص آماده شده و عملیات آسیاب کاری روی آن انجام شد. مخلوط حاصل با ضخامت mm2 فشرده سازی و بر روی سطح زیر لایه قرار داده شده و با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن–گاز روکش کاری نمونه ها انجام گرفت. به منظور بررسی ساختار میکروسکوپی، سختی ومیزان چقرمگی شکست، تعیین نوع فازهای تشکیل شده، تعیین رفتار سایشی و ضریب اصطکاک پوشش ها به ترتیب از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، ریز سختی سنجی و سختی سنجی، دستگاه پراش پرتو ایکس و دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شده است. برای ارزیابی چقرمگی شکست نمونه های روکش کاری شده از آزمون بررسی اثر فرورونده استفاده شد. نتایج ریزساختاری حاکی از حضور یک فاز زمینه به همراه فاز دندریتی توزیع شده در آن است که با انجام آزمایش های مختلف از جمله آزمایش پراش پرتو ایکس حضور فازهای CoTi و Co 2 Ti و CoTi 2 در کنار فاز TiC به عنوان فاز تقویت کننده مورد تایید قرار گرفت. نتایج سختی بدست آمده برای نمونه های بدون تقویت کننده حدود 350 تا 500 ویکرز و برای نمونه های حاوی تقویت کننده بر اساس درصد افزودن فاز تقویت کننده در حدود 740 تا 980 ویکرز است. مکانیزم عمده سایش در نمونه بدون تقویت‌کننده مکانیزم خراشان بوده که با افزایش ذرات تقویت‌کننده میزان کاهش وزن ناشی از سایش و عمق خراش‌های ایجاد شده کاهش ‌یافت که می توان این اثر را به افزایش سختی ناشی از اثر افزودن تقویت کننده مرتبط دانست به‌طوری که در نمونه حاوی 50% تقویت‌کننده این اثرات به حداقل می‌رسد. طراحی آزمایش مرکب مرکزی که زیرمجموعه روش رویه پاسخ است، به منظور مشخص کردن تاثیر گذاری هرکدام از فاکتورهای موثر درروکش کاری پالسی بر خواص مختلف و اثر تعاملات آنها استفاده شد. پس از بررسی های انجام شده، عوامل جریان پیک، جریان زمینه، زمان پایداری قوس در جریان پیک و درصد فاز تقویت کننده به ترتیب به عنوان موثرترین فاکتورها مشخص شدند. در نهایت پس از تحلیل نتایج کلی می توان دریافت که موثرترین فاکتورها بر سختی به ترتیب میزان تقویت کننده، و زمان پایداری قوس در جریان پیک، جریان زمینه و جریان پیک می باشد و موثرترین فاکتورها بر رقت، به ترتیب فاکتورهای زمان پایداری قوس در جریان پیک، جریان پیک، جریان زمینه و میزان تقویت کننده و موثرترین فاکتورها برچقرمگی شکست به ترتیب فاکتورهای جریان زمینه، زمان پایداری قوس در جریان پیک، جریان پیک و میزان تقویت کننده می باشد. کلمات کلیدی : ترکیبات بین‌فلزی Co-Ti، کامپوزیت زمینه بین فلزی، ساختار میکروسکوپی، روکش کاری قوسی تنگستن-گاز، سایش، طراحی آزمایش.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی