Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Morteza Shamanian esfahani
مهدی صالحی (استاد راهنما) مرتضی شمعانیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahmad Shams
احمد شمس

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Evaluation of Microstructure and Wear Resistance of Nanostructure Powder Mo-Si-C Cladding by Gas Tungsten Arc Welding
This research has been studied the microstructure and oxidation and wear behavior of nanostructured Mo-Si-C powder coated in situ on the nickel surface. Before applying cladding process, used ball milling processes for activating mixture powder and also the evulation formation silicate compounds such as MoSi 2 and SiC and more with product the used electrodes of powder mixtures by doing welding processes was created coating with a thickness of 1mm. The microstructures of these coating were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). The specimens were characterized by energy dispersion spectroscopy (EDS) and micro hardness test. Wear tests were carried out using reciprocating method. The worn surfaces were examined by scanning electron microscopy. Working mill operation results show that Mo-Si-C powder mixed with the grinding time of 5 and 10 hours does not constitute a new phase. But we can say that reducing the grain size to the amount of Mo and Si is 15 nm. Ball-milling at 20 and 30 hours of work due to the phenomena of mechanical alloying to increase average grain size in the mixed compounds MoSi 2 and SiC powder will happen.Metallographic examination of samples shows that the ball milling operation for 20 hours, the uniform distribution and dendritic morphology is appropriate. Phase detecting sample indicate that the addition of 1.5wt% graphite powder to the mixture formed Mo 2 Ni 3 Si, NiSi and small amount of MoSi 2 and SiC reinforcement. Also view pictures related to the sample microstructure, indicated low porosity and impurities in cladding layer and the coating adhesion to the substrate. Binary combinations Silicate such as MoSi 2 and Mo 5 Si 3 that one of its elements molybdenum, the phases of fragility are a combination Silicate Mo 2 Ni 3 Si due to the presence of nickel in its structure toughness higher breakdown in the sample of MoSi 2 and composite MoSi 2 -SiC has created. Reciprocating wear test results showed that the presence of 1.5wt% mixture of graphite powder and the reinforcing phase SiC, there is a good abrasion resistance. By presence of SiC in coating, the wearing samples decreases to 90%. The hardness test showed that the cladding process causes increasing hardness to 850 HV 0.2 . Coated with the powder mixture and formation phases of fusion work silicate Mo 2 Ni 3 Si and NiSi, increasing difficulty to 850 HV 0.2 cladding layer will occur and in areas close to the interface of the mixing of the nickel substrate is increased, reducing the hardness is observed. Nickel surface layer increased dilution and decreases hardness in the coating. Also oxidation behavior by 900?C showed that the formation of a continuous layer of SiO 2 protective coating occurs desirable. Keywords Nanostructure powder Mo-Si-C, Weld cladding by GTAW, Microstructure, Wear behavior, Hardness, Oxidation.
در این تحقیق به بررسی ریزساختار و رفتار اکسیداسیونی و سایشی روکش جوشی درجای پودر نانو ساختارC -Mo-Si بر سطح نیکل پرداخته شده است. پیش از اعمال فرایند روکش‌کاری، عملیات آسیاب‌کاری به منظور فعال‌سازی مخلوط پودری-C Mo-Si و همچنین ارزیابی تشکیل ترکیبات سیلیکاتی نظیر MoSi 2 و SiC انجام گرفته و در ادامه با تهیه الکترودهای مصرفی از مخلوط پودری و اعمال فرایند جوشکاری قوسی تنگستن-گاز، پوششی با ضخامت 1 میلیمتر بر سطح نیکل ایجاد شد. مقطع عرضی نمونه‌ها به‌وسیله میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرارگرفت. جهت شناسایی نوع فازهای تشکیل شده در سطح روکش و فصل‌مشترک از آزمون پراش پرتو ایکس استفاده گردید. 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 رفت و برگشتی به‌منظور بررسی مقاومت به سایش نمونه‌های روکش‌کاری جوشی شده انجام گرفت. سپس سطوح سایش توسط میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت و از آزمون پراش پرتو ایکس جهت شناسایی فازها پس از سایش استفاده شد. بررسی متالوگرافی بر روی نمونه‌ها نشان می‌دهد که با انجام عملیات آسیاب‌کاری به مدت 20 ساعت، مورفولوژی دندریت‌های تشکیل شده یکنواخت‌تر و توزیع دندریت‌ها مناسب‌تر است. فازشناسی نمونه‌ها مشخص می‌کند که با افزودن 5/1درصد وزنی گرافیت به مخلوط پودری، علاوه بر تشکیل فازهای Mo 2 Ni 3 Si و iSiمقدار کمی MoSi 2 و فاز تقویت کننده SiC بوجود می‌آید. نتایج آزمون سایش رفت و برگشتی نشان داد که با حضور 5/1درصد وزنی گرافیت در مخلوط پودری و ایجاد فاز تقویت کننده SiC، مقاومت سایشی خوبی بوجود می‌آید. با حضور تقویت‌کننده SiC در پوشش، سایش نمونه‌ها تا مقدار 90 درصد نسبت به نمونه‌ی بدون فاز SiC کاهش می‌یابد. همچنین انجام آزمون سختی سنجی نشان داد که با اعمال روکش کاری جوشی مخلوط پودری، افزایش سختی لایه جوش تا HV 0 . 2 850 رخ می‌دهد. بررسی رفتار اکسیداسیونی پوشش در دمای 900‌ درجه سانتیگراد نشان داد که با تشکیل لایه پیوسته SiO 2 محافظت مطلوبی از پوشش اتفاق می‌افتد. کلمات کلیدی : پودر نانو ساختار -C Mo-Si، روکش‌کاری جوشی GTAW، ریز ساختار، سختی سنجی، رفتار سایشی، اکسیداسیون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی