Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Morteza Shamanian esfahani
سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Foad Ghaeni
فواد قائني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Formation of Ni-Ti-C composite coatings on Austenitic stainless steel by welding and Evaluating wear behavior
The formation of Ni-Ti intermetallic coatings reinforced by TiC particles on AISI 304 stainless steel surface using Ni-Ti-C elemental powder mixtures via GTAW process has been studied in this research. The elemental powder mixtures with calculated stochiometric proportions were milled as first step. Then those mixtures were pressed to form a bricket called filler alloy and subsequently melted on steel substrate using GTAW process. The microstructure and phase structure of specimens were studied using optical microscope and SEM and XRD respectively. The micro hardness of specimens were measured using Vickers indentor and wear tests were done using pin on disc method. The results show that milling and subsequent GTAW melting of Ni-Ti powder mixtures lead to formation of dual phase NiTi/Ni 3 Ti structure which have thickness of 1.5 mm with hardness degree of at least 600 Hv while same process using Ni-Ti-C powder mixture lead to formation of dual phase NiTi/Ni 3 Ti structure containing TiC particles which have excessive thickness of 100 to 300 HV depending on the reinforcing phase content. The formation of these phases were analyze dusing process kinetics and equilibrium phase diagram of Ni-Ti and were compared by the microstructures of coatings. The analyses results reveal that the formation of TiC in these coatings is prior to the formationof Ni-Ti intermetallics. TiC also has an important effect on the location and constitution of intermetallic phases by depleting Ti atoms of adjacent regions. Evaluating wear behavior of coatings reveals that the addition of TiC in matrix has a coicuous effect on decreasing the mass loss during wear tests. It seems that abrasive wear is the dominant mechanism in wear of unreinforced coatings and its role decreases with addition of TiC to the matrix.
در اين پژوهش تشکيل پوشش هاي کامپوزيتي داراي زمينه اي از ترکيبات بين فلزي Ni-Ti همراه با تقويت‌کننده TiC بر سطح فولاد زنگ نزن AISI 304 با استفاده از مخلوط پودري Ni-Ti-C و با به‌کارگيري فرايند فعال سازي مکانيکي و جوشکاري قوسي تنگستن گاز بررسي شده است. بدين منظور مخلوط هاي پودري Ni-Ti و Ni-Ti-C با نسبت استوکيومتري مناسب تهيه و آسياب کاري شد. مخلوط حاصل پس از فشرده سازي روي سطح فولاد زنگ نزن AISI 304 قرار داده شده و با استفاده از فرايند GTAW ذوب شد. مطالعه ساختار ميکروسکوپي روکش ايجاد شده توسط ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و بررسي‌هاي فاز شناسي توسط پراش پرتو ايکس (XRD) انجام گرفت. سختي پوشش ها توسط ريزسختي سنج و با ايندنتور ويکرز و رفتار سايشي پوشش‌ها توسط آزمايش پين روي ديسک ارزيابي شد. يافته‌هاي آزمايش نشان داد که با انجام فرايند آسياب کاري مخلوط پودري i-Ti و روکش‌کاري جوشي بعدي، پوشش از جنس ترکيبات بين‌فلزي Ni-Ti با ضخامت بيش از 5/1 ميلي‌متر و سختي HV 600 حاصل مي‌شود. درحالي که استفاده از مخلوط پودري Ni-Ti-C منجر به ايجاد پوششي با زمينه‌ي NiTi و Ni 3 Ti همراه با تقويت‌کننده TiC مي‌شود که سختي آن بسته به‌ميزان تقويت کننده از HV 100 تا HV 300 بيش از نمونه بدون تقويت‌کننده است. تشکيل اين فازها با توجه به سينتيک فرايند و نمودار فازي نيکل تيتانيم مورد تحليل قرار گرفته و با ساختارهاي ميکروسکوپي و نتايج آناليز ترکيب شيميايي توسط طيف سنج نشر انرژي (EDS) مقايسه شدند. ارزيابي نتايج نشان مي دهد که تشکيل TiC در اين پوشش‌ها مقدم بر تشکيل فازهاي بين‌فلزي Ni-Ti است. کاربيد تيتانيم همچنين تاثير مهمي روي ترکيب و مکان تشکيل فازهاي بين‌فلزي دارد که ناشي از مصرف شدن اتم‌هاي تيتانيم در نواحي اطراف ذرات کاربيدي است. بررسي‌هاي رفتار سايشي پوشش هاي تشکيل شده بيانگر بهبود چشمگير رفتار سايشي آن ها در اثر افزودن تقويت‌کننده TiC به زمينه بين‌فلزي است. مکانيزم عمده سايش در نمونه بدون تقويت‌کننده مکانيزم خراشان بوده و با افزايش ذرات تقويت‌کننده ميزان سايش و عمق خراش‌هاي ايجاد شده کاهش مي‌يابند به‌طوري که در نمونه حاوي 50% تقويت‌کننده اين اثرات به حداقل مي‌رسد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی