Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Mehdi Salehi
مسعود عطاپور (استاد مشاور) مهدی صالحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mansour Rahimi Talkhouncheh
منصور رحیمی طالخونچه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Cladding of alloy 625 to copper substrate and investigation tribological behavior of clad layer
Today, high temperature wear is a serious problem in many industrials. According to faster kinetic of surface at high temperature, wear behavior at high temperature can be completely different from wear at room temperature. At mold of continuous casting due to contacts surfaces of copper with molten steel, high temperature wear happen. In this project, Inconel 625 was cladded to pure copper with GTAW process. Microstructure of weld overlay consists of Nb- rich secondary phase at primary ? phase. Microhardness of Inconel 625 at the top of weld measured using Vicker?s microhardness employing load of 50 gf. Wear behavior of copper and Inconel 625 against H13 tool steel was investigated with high temperature pin on disk machine at 0.1 m/s linear speed. Wear behavior of pure copper at 5N vertical force from room temperature to 350 ?C and wear behavior of Inconel 625 was studied at 5, 10, 20 and 30 N vertical force from room temperature to 550 ?C. Comparing wear behavior of substrate and Inconel 625 revealed that cladding 400% improved wear behavior. Low mechanical properties, poor adherence of oxide layer to substrate and insufficient support causes to poor wear behavior of copper. Worn surfaces of Inconel 625 studied using SEM equipped with EDS analyzer. Wear debris investigated with SEM and XRD. At room temperature, abrasive and adhesive wear causes to weight loos of Inconel 625. At temperature up to 350 ?C, the glaze layer formed on worn surfaces and weight gain of Inconel 625 increased. According to XRD, the oxide layer produced in the worn surfaces was ?-Fe 2 O 3 , Fe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 and NiCrFeO 4 . Keywords: high temperature wear, glaze layer, oxide chemistry, wear map
امروزه سایش در دمای بالا از جمله مسائل بسیار مهم در صنایع مختلف می باشد. در دمای بالا، با توجه به افزایش فعل و انفالات سطح، رفتار سایشی می تواند متفاوت از رفتار سایشی در دمای محیط باشد. از جمله قطعاتی که در دمای بالا در اثر سایش دما بالا دچار اضمحلال می شوند، قالب های آبگرد ریخته گری مداوم است. در این پروژه، به منظور افزایش عمر کاری این قطعات، روکش کاری مس توسط اینکونل 625 با استفاده از فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز انجام گردید. بررسی های فازی انجام شده نشان داد که ساختار اینکونل 625 حاوی فاز زمینه ی ? به همراه محصولات ثانویه ی انجمادی غنی از نیوبیوم می باشد. میکروسختی روکش ایجاد شده در نزدیکی سطحHV 338 اندازه گیری شد. رفتار سایشی مس زیرلایه در نیروی 5 نیوتن در دماهای محیط، 150 و 350 درجه سانتی گراد و رفتار سایشی اینکونل 625 در دماهای محیط، 150، 350 و 550 درجه سانتی گراد تحت نیروهای 5، 10، 20 و 30 نیوتن با استفاده ار فولاد H13 عملیات حرارتی شده به عنوان جفت سایشی در سرعت ثابت m/s 1/0، مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه ی رفتار سایشی مس با اینکونل 625 در دماهای یاد شده نشان داد که روکش کاری موجب بهبود400% رفتار سایشی شده است. علت رفتار سایشی ضعیف مس را می توان خواص مکانیکی پایین مس، عدم جسبندگی لایه ی اکسیدی به سطح، عدم بارپذیری این لایه و عدم پشتیبانی مکانیکی مس از لایه ی اکسیدی تولید شده دانست. سطوح سایش یافته اینکونل 625 و محصولات سایشی تولید شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به شناساگر عناصر و آزمون پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت. در دمای محیط، سایش با مکانیزم خراشان و چسبان موجب کاهش وزن اینکونل 625 گردید. در دماهای بالاتر از 350 درجه سانتی گراد، لایه ی اکسیدی مقدار زیادی از سطح را پوشش داد. در نیروی 5 نیوتن و دمای 550 درجه سانتی گراد، با تشکیل یک لایه ی اکسیدی بر روی کل سطح، کاهش وزن اینکونل 2/1- میلی گرم به دست آمد. جنس لایه ی اکسیدی در این نمونه Fe 3 O 4 بود. ذرات اکسیدی دیگری نظیر Fe 2 O 3 ، ، NiCrO 4 و NiFeO 4 نیز در شرایط مختلف تریبوسیستم بر روی سطح تشکیل گردید. کلیدواژه: روکش کاری جوشی، سایش دما بالا، لایه ی اکسید لغزنده، ترکیب محصولات سایشی، نقشه سایش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی