Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi
مهدی صالحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kiavosh Sheykhi Hamouleh
کیاوش شیخی حموله

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Development of Stellite 6- Chromium CarbideNickel Chrome Cermet Powders with HVOF Thermal Spray Metod
In this research, the effect of adding chromium carbideickel chrome to stellite 6 powder in High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) coatings was investigated. For this reason, the various amounts of chromium carbideickel chrome powder (10%, 20% and 30 wt. %) were mixed with stellite 6 powder by mixer without ball and then, mixed powders was deposited on Inconel-617 substrate with HVOF process. Microstructure, porosity, morphology and phase analysis of powders and coatings were evaluated by using optical microscope, scanning electron microscope and X-Ray Diffraction. Coatings hardness and toughness were determined by micro and macro Vickers hardness test. In order to evaluate tribological properties of the coatings, ball on disk wear test were performed in 1000 m with 40 N load in ambient and 600 degree of centigrade temperatures. Also, the cyclic oxidation test at 800 degree of centigrade in 50 hours time was performed to determine the coatings oxidation resistance. Results show that coatings hardness increased with increasing of chromium carbideickel chrome reinforcement. Stellite 6-30 wt. % chromium carbideickel chrome coating had the highest wear resistance than others. Study of wear surface topography by SEM indicates the formation of oxide layer on the wear track which contributed to reduction of friction coefficient and increasing of coatings wear resistance. The oxide layer tends to be formed at high temperatures therefore, chromium increasing in coatings will facilitate the formation of this layer. Wear mechanism was mainly delamination wear. Results of oxidation test show that Steliite 6- chromium carbideickel chrome had the highest oxidation resistance due to low porosity and low interfacial between coating matrix and reinforcement. As well as, weight gain follows the parabolic law. Because of porosity and interfacial between coating matrix and reinforcement, weight gain rate is high at the beginning of oxidation test. Vice versa, this rate decreased gradually due to formation of layer which include different oxides and spinnels that closed oxygen diffusion paths. Keywords: Stellite 6, Wear test, Oxidation, Chromium Carbideickel Chrome, HVOF
در این پژوهش اثر اضافه کردن کاربید کرم/ نیکل کرم به پودر استلایت6 بر خواص پوشش‌های حاصل از روش پاشش حرارتی سوخت اکسیژن سرعت بالا ) [1] (HVOF بررسی شده است. بدین منظور پودر کاربید کرم/ نیکل کرم با مقادیر10، 20 و 30 درصد وزنی با پودر استلایت6 درون آسیاب بدون گلوله به خوبی مخلوط شد و توسط فرایند پاشش حرارتی سوخت اکسیژن سرعت بالا بر روی زیرلایه‌هایی از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 617 پوشش داده شد. به منظور ارزیابی ریزساختار، تخلخل و مرفولوژی پودر و پوشش‌های بدست آمده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. در این راستا فازیابی پودر و پوشش‌ها با روش پراش پرتو ایکس انجام گرفت. تعیین ‌سختی وچقرمگی پوشش‌ها نیز با روش سختی‌سنج ویکرز انجام شد. ارزیابی مقاومت به سایش پوشش‌ها با آزمون سایش گلوله بر روی دیسک در دمای محیط و در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت بار 40 نیوتن در مسافت 1000 متر صورت پذیرفت. به منظور ارزیابی مقاومت به اکسیداسیون پوشش‌ها، آزمون اکسیداسیون سیکلی در دمای 800 درجه سانتیگراد به مدت 50 ساعت انجام شد. نتایج حاصل از آزمون سختی‌سنجی و فازیابی نشان داد سختی پوشش‌ها با افزایش درصد کاربید کرم/ نیکل کرم در پوشش‌ها افزایش می یابد که این امر به دلیل افزایش میزان فازهای کاربیدی در ساختار پوشش می‌باشد. پوشش حاوی 30 درصد وزنی کاربید کرم/ نیکل کرم بیشترین میزان مقاومت به سایش را در دمای محیط و در دمای 600 درجه سانتیگراد از خود نشان داده است. بررسی توپوگرافی سطوح سایش با میکروسکوپ‌الکترونی‌روبشی، نشان دهنده تشکیل لایه اکسیدی بر روی سطح سایش یافته می‌باشد که سهم بسزایی در کاهش ضریب اصطکاک و مقاومت به سایش پوشش‌ها دارد. این لایه اکسیدی تمایل بیشتری به تشکیل در دمای بالا دارد لذا افزایش میزان کرم در ترکیب پوشش موجب سهولت در تشکیل این لایه می‌گردد. مکانیزم سایش مشاهده شده عمدتا از نوع سایش ورقه‌ای می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون اکسیداسیون نشان داد که پوشش حاوی 10 درصد وزنی کاربید کرم/ نیکل کرم به دلیل تخلخل پایین و میزان فصل مشترک کمتر بین زمینه و ذرات تقویت‌کننده بیشترین میزان مقاومت به اکسیداسیون را در مقایسه با دیگر پوشش‌ها داشته و افزایش وزن آن از قانون پارابولیک تبعیت می‌کند. در ابتدای آزمون اکسیداسیون به دلیل وجود تخلخل و فصل مشترک زمینه و فاز تقویت کننده، میزان افزایش وزن زیاد است ولی با گذشت زمان و تشکیل لایه اکسیدی شامل اکسید و اسپینل‌های مختلف بر روی سطح و بسته شدن مسیر نفوذ اکسیژن نرخ افزایش وزن پوشش‌ها کاهش یافت. کلمات کلیدی: استلایت6، آزمون سایش، اکسیداسیون، کاربید کرم/ نیکل کرم، HVOF [1] High Velocity Oxygen Fuel

ارتقاء امنیت وب با وف بومی