Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Hamidreza Salimi jazi
سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما) حميدرضا سليمي جزي (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maliheh Ataollahi
مليحه عطاءالهي

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Evalution the thermal process of manganese - nickel alloy for stainless steel brazing
Manganese-nickel-chromium alloy is used as filler metal in brazing of the stainless steel and nickel-base superalloys. The melting point of this alloy is in the range of 1080-1100 °C and is usually produced by casting in vacuum. In this study, the possibility of using mixture of manganese, nickel and chromium powders in atmospheric plasma spraying and powder flame spray for brazing of stainless steel has been evaluated. Appropriate weight percentages of the powders were mixed and spray coated on the surface of 304 stainless steel substrates. The powders used for plasma spray process were mechanically alloyed for 15 and 50 hours in two different energy planetary ball mills. Samples of the powders, after15 hours ball milling, were annealed at 800 °C for 5 h to form Mn(Ni) solid solution. For flame spraying the powders used of two different sizes were prepared in order to examine the effect of particle size on the rate of oxidation. Experimental results showed that in both conditions, the phases formed were similar, but the amount of phases was different. In the atmospheric plasma spray coatings, the phases in mechanical alloyed powder for 15 h and annealed powder were similar and include manganese oxide, nickel, solid solution Mn(Ni), Mn Y Ni 1-Y O and NiMn 2 O 4 oxides. In both processes, the powders reacted with oxygen and formed manganese oxide phases including MnO and Mn Y Ni 1-Y O, leading to increase in the melting point of coatings. Thus, annealing in the temperature range of 1080-1200 °C caused only superficial and partial melting. From the experimental results, it was concluded that, due to excessive oxidation, neither atmospheric plasma spraying nor powder flame spray process can be used in brazing of conventional manganese-nickel-chromium alloy. Keywords : flame spray, plasma spray, mechanical alloying, spray and fuse, braizing, manganese-nickel alloy.
چکيده آلياژ منگنز-نيکل-کروم به عنوان پر کننده در لحيم کاري سخت فولاد هاي زنگ نزن و سوپر آلياژ هاي پايه نيکل کاربرد دارد. نقطه ذوب اين آلياژ در محدوده ي 1100-1080 درجه ي سانتي گراد است و معمولا به روش ريخته گري در خلأ توليد مي شود. در تحقيق حاضر امکان استفاده از مخلوط پودري منگنز، نيکل و کروم با روش هاي پاشش شعله اي پودري و پاشش پلاسماي اتمسفري براي لحيم کاري سخت فولاد هاي زنگ نزن مورد ارزيابي قرارگرفته است. پودر هاي منگنز، نيکل و کروم با درصد هاي وزني مشخص با هم مخلوط و با روش پاشش شعله اي پودري روي سطح فولاد زنگ نزن 304 پوشش داده شدند؛ همچنين براي فرايند پاشش پلاسماي اتمسفري، پودر ها به مدت 15 و 50 ساعت در دو آسياب با انرژي هاي مختلف آسياب کاري شدند. بخشي از پودر 15 ساعت آسياب کاري شده، در دماي 800 درجه ي سانتي گراد، به مدت 5 ساعت آنيل شد که طي آن محلول جامد نيکل در منگنز تشکيل گرديد. در روش پاشش شعله اي دو نوع پودر با اندازه ذره ي مختلف آماده شدند تا تاثير اندازه ذره بر ميزان اکسيداسيون پوشش مورد بررسي قرار گيرد. يافته ها نشان داد که در هر دو مورد فاز هاي تشکيل شده در عمليات پاشش يکسان هستند اما درصد آن ها با يکديگر متفاوت مي باشد. فاز هاي تشکيل شده در پوشش هاي پاشش پلاسماي اتمسفري پودر 15 ساعت آسياب کاري و پودر 50 ساعت آسياب کاري مشابه هستند و عبارتند از: اکسيد منگنز، نيکل، محلول جامد نيکل در منگنز، اکسيد هاي Mn Y Ni 1-Y O و NiMn 2 O 4 . در هر دو روش، پودر منگنز با اکسيژن ترکيب شده و فاز هاي اکسيدي شامل MnO و Mn Y Ni 1-Y O تشکيل مي شود که باعث بالا رفتن نقطه ذوب پوشش مي گردد. با حرارت دادن پوشش ها در محدوده دمايي 1200-1080 درجه ي سانتي گراد، فقط ذوب سطحي و جزئي اتفاق مي افتد. نتايج کلي حاکي از آن است که فرايند هاي پاشش شعله اي پودري و پلاسماي اتمسفري هنگام توليد پوشش منگنز- نيکل-کروم سبب اکسيداسيون زياد پودر مي شوند و براي ايجاد ماده ي پر کننده ي لحيم کاري سخت نمي توان از آن ها در شرايط معمول استفاده نمود. واژه‌هاي کليدي: پاشش شعله اي پودري؛ پاشش پلاسماي اتمسفري؛ ذوب مجدد؛ لحيم کاري سخت؛ آلياژ منگنز-نيکل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی