رويه‌کاري فولادهاي زنگ‌نزن مارتنزيتي با استلايت 6 و ارزيابي ساختار، رفتار سايشي و خوردگي

STUDENT

DEGREE

YEAR

: In this research microstructure, Vickers hardness profile, corrosion and wear behavior and phase formation before and after wear test of consecutive layers of a cobalt based alloy, Stellite 6, were deposited onto 410 stainless steel, One, two and three consecutive layers and one layer stellite 6 with 309austenitic stainless steel and inconel 617 interlayer were investigated. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) cladding were carried out for depositing. The specimens were investigated by an optical metallogaphy X-ray diffractometer, energy dispersion spectroscopy (EDS), scanning electron microscope (SEM) and hardness test. The microstructure of the clad layer consists of eutectic structure carbides dispersed in the FCC matrix Co with dendritic structure, The carbides are M 7 C 3 and M 23 C 6 (M refers to metal), which are mainly compounds of chromium. Interface and dendrites have epitaxial growths. There was a gradual increase in the hardness from the substrate towards clad surface due to the decrease in the size of dendrites and the hardness near the substrate is low because of the dilution of the clad layer with Fe from the substrate. 309austenitic stainless steel Interlayer results dilution of Fe were decreased and hardness were increased. Inconel 617 interlayer cause decrease in hardness. from 1 layer to 3 layer specimen, the wear resistance of the clad layer were increased. 309 austenitic stainless steel Interlayer specimens have the highest wear resistance. Wear rate and weight loss of Inconel 617 interlayer specimens are highest level. After wear test, hardness and? (HCP) Cobalt phase were increased. The friction coefficient of stellite was 0.2 – 0.28 and with inconel 617 interlayer was higher. The corrosion rate of 3 layer specimens were low, and the passive region was longer than other specimens, the passive current for stellite coatings with interlayers were lower than 1 and 2 layer but the passive regions were smaller. Keywords: stellite 6, 410 stainless steel, inconel 617, interlayer, microstructure, corrosion and wear behavior

چکيده در اين پژوهش به بررسي ريزساختار، فازشناسي، سختي، رفتار خوردگي و رفتار سايشي روکش حاصل از سيم‌جوش پايه کبالت از نوع استلايت 6 در 1، 2 و 3 پاس بر سطح فولاد زنگ نزن مارتنزيتي 410 و 1 پاس استلايت 6 در حضور لايه مياني فولاد زنگ‌نزن آستنيتي 309 و يا اينکونل 617 پرداخته شده است. روکش‌کاري به روش جوشکاري قوسي تنگستن-گاز (GTAW) انجام شد. نمونه‌ها توسط آزمون‌هاي متالوگرافي نوري و الکتروني،پراش پرتو ايکس، طيف‌سنجي انرژي(EDS) و سختي سنجي مورد بررسي قرار گرفتند. يافته‌هاي پژوهشي نشان داد که در سطح نمونه‌ها ريزساختار دندريتي و شامل فاز زمينه کبالت (FCC) غني از کروم و يوتکتيک غني از کاربيد کروم است. اين کاربيدها شامل M 23 C 6 وياM 7 C 3 (M فلز) غني از کروم هستند. در فصل مشترک روکش و زيرلايه و در بين پاس‌ها رشد اپي‌تکسيال مشاهده شد. سختي از فصل مشترک به سمت سطح افزايش يافته است زيرا ساختار ريزتر شده است و رقت آهن در نزديک فصل مشترک زياد است. با اعمال لايه مياني فولاد زنگ‌نزن آستنيتي 309 رقت آهن از نمونه‌ دو پاس استلايت کمتر و تقريباً شبيه نمونه 3 پاس است و سختي سطح افزايش يافته است. سختي سطح روکش استلايت در حضور لايه مياني اينکونل 617 کمتر شده است. از نمونه‌هاي 1 به 3پاس استلايت6 مقاومت به سايش بيشتر شده است، نمونه با لايه مياني 309 بيشترين مقاومت به سايش را داشت و نرخ سايش نمونه با لايه مياني اينکونل 617 از ديگر نمونه‌ها بالاتر است و کاهش وزن بيشتري نيز مشاهده شده است. با توجه به سختي سنجي بر روي مسير سايش يافته، مشاهده مي‌شود سختي سطح پس از سايش افزايش يافته است. فاز عمده پس از سايش کبالت ? (HCP) بوده که مقايسه آن با نتايج قبل از سايش نشان داد که اين فاز پس از سايش بوجود آمده است. ضريب اصطکاک روکش‌هاي استلايت در محدوده 2/0 تا 28/0 بود و در نمونه با لايه مياني اينکونل ضريب اصطکاک افزايش يافت. نمونه 3پاس داراي سرعت خوردگي کم و منطقه پسيو بزرگتر بود و نمونه‌هاي همراه با لايه مياني سرعت خوردگي کمتري داشتند ولي منطقه پسيو آن‌ها کوچکتر بود.