Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Morteza Shamanian esfahani
مهدي صالحي (استاد راهنما) مرتضي شمعانيان اصفهاني (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.
چکيده در اين تحقيق به بررسي ريزساختار و رفتار اکسيداسيوني و سايشي روکش جوشي درجاي پودر نانو ساختارC -Mo-Si بر سطح نيکل پرداخته شده است. پيش از اعمال فرايند روکش‌کاري، عمليات آسياب‌کاري به منظور فعال‌سازي مخلوط پودري-C Mo-Si و همچنين ارزيابي تشکيل ترکيبات سيليکاتي نظير MoSi 2 و SiC انجام گرفته و در ادامه با تهيه الکترودهاي مصرفي از مخلوط پودري و اعمال فرايند جوشکاري قوسي تنگستن-گاز، پوششي با ضخامت 1 ميليمتر بر سطح نيکل ايجاد شد. مقطع عرضي نمونه‌ها به‌وسيله ميکروسکوپ نوري و ميکروسکوپ الکتروني مورد بررسي قرارگرفت. جهت شناسايي نوع فازهاي تشکيل شده در سطح روکش و فصل‌مشترک از آزمون پراش پرتو ايکس استفاده گرديد. بررسي ميزان رقت در نمونه‌ها توسط آزمون طيف سنجي انرژي انجام شد. به‌کمک آزمون سختي و ريزسختي سنجي، پروفيل سختي نمونه‌ها تهيه شد. آزمون سايش رفت و برگشتي به‌منظور بررسي مقاومت به سايش نمونه‌هاي روکش‌کاري جوشي شده انجام گرفت. سپس سطوح سايش توسط ميکروسکوپ الکتروني مورد بررسي قرار گرفت و از آزمون پراش پرتو ايکس جهت شناسايي فازها پس از سايش استفاده شد. بررسي متالوگرافي بر روي نمونه‌ها نشان مي‌دهد که با انجام عمليات آسياب‌کاري به مدت 20 ساعت، مورفولوژي دندريت‌هاي تشکيل شده يکنواخت‌تر و توزيع دندريت‌ها مناسب‌تر است. فازشناسي نمونه‌ها مشخص مي‌کند که با افزودن 5/1درصد وزني گرافيت به مخلوط پودري، علاوه بر تشکيل فازهاي Mo 2 Ni 3 Si و iSiمقدار کمي MoSi 2 و فاز تقويت کننده SiC بوجود مي‌آيد. نتايج آزمون سايش رفت و برگشتي نشان داد که با حضور 5/1درصد وزني گرافيت در مخلوط پودري و ايجاد فاز تقويت کننده SiC، مقاومت سايشي خوبي بوجود مي‌آيد. با حضور تقويت‌کننده SiC در پوشش، سايش نمونه‌ها تا مقدار 90 درصد نسبت به نمونه‌ي بدون فاز SiC کاهش مي‌يابد. همچنين انجام آزمون سختي سنجي نشان داد که با اعمال روکش کاري جوشي مخلوط پودري، افزايش سختي لايه جوش تا HV 0 . 2 850 رخ مي‌دهد. بررسي رفتار اکسيداسيوني پوشش در دماي 900‌ درجه سانتيگراد نشان داد که با تشکيل لايه پيوسته SiO 2 محافظت مطلوبي از پوشش اتفاق مي‌افتد. کلمات کليدي : پودر نانو ساختار -C Mo-Si، روکش‌کاري جوشي GTAW، ريز ساختار، سختي سنجي، رفتار سايشي، اکسيداسيون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی