Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mohmmad ali Golozar
مهدي صالحي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parsa Pishva
پارسا پيشوا

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

the effect of Depth of Grinding on Microstructural and Electrochemical of WC-10Co-4Cr Coating Produced by HOVF
Nowadays the WC-10Co-4Cr coatings deposited by HVOF are widely used to protect materials against corrosion and wear. Due to the high surface roughness of these coatings after spraying, grinding of coated substrate is inevitable. The aim of this study is to investigate the effect of depth of grinding on residual stress, corrosion, and tribocorrosion behavior of WC-10Co-4Cr coatings deposited by HVOF on carbon steel. The thickness of the as-sprayed coating on steel substrate was about 400 µm. In order to evaluate the effect of various grinding depth on coating properties four depth of grinding (i.e. 4, 10, 16 and 22 µm) were selected. X-Ray Diffraction results showed that after spraying, some of WC particles were changed to W 2 C due to decarburization. Porosity percent, surface roughness and microhardness of as-sprayed coating were respectively 0.5 percent, 3.666 µm, and 1301 Vickers. After grinding of coatings porosity percent and microhardness were increased to respectively 0.8 percent and 1333 Vickers and surface roughness was decreased to 0.181 µm. The compressive residual stress of as-sprayed coating was -297 MPa, which increased after grinding and finally, reached to -591 MPa for depth of 22 µm. Due to increasing the porosity and microcracks in surface and subsurface layers of coatings after grinding, the corrosion resistance of ground coatings was reduced. This was measured using potentiodynamic polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) test. Results obtained showed that by increasing the depth of grinding, the diameter of nyquist semicircles was reduced and bod curves were moved downward. By fitting the EIS test results it was observed that the most corrosion resistant coatings were as-sprayed one and coating with 4 µm depth of grinding, and the least corrosion resistant coating was coating with 22 µm depth of grinding. In tribocorrosion test under open circuit potential condition, due to degradation of the passive layer during wearing, potentials of all coatings were dropped. The amount of potential drop for all coatings was in the range of 48-58 mV. By increasing the depth of grinding and thus increasing the porosity and microcracks in coatings, the open circuit potential of coatings moved toward more negative values. As a result, the curves of tribocorrosion test under open circuit potential were shifted to the more negative potentials. At the end of wearing process due to the formation of renewed passive layer, the potential of coating began to rise and became close to the initial value of open circuit potential. Key words Wc-10Co-4r, Grinding, Residual Stress, Corrosion, triobocorrosion, HVOF.
چکيده امروزه پوشش‌هاي WC-10Co-4Cr توليد شده به روش HVOF کاربرد فراواني جهت حفاظت از مواد در مقابل خوردگي و سايش دارند. به دليل زبري سطح بالاي اين پوشش‌ها پس از پاشش، سنگ‌زني اين پوشش‌ها امري اجتناب ناپذير محسوب مي‌شود. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي اثر عمق سنگ‌زني بر تنش پسماند، رفتار خوردگي و تريبوخوردگي پوشش‌ WC-10Co-4Cr توليد شده به روش HVOF روي زيرلايه فولاد کربني مي‌باشد. ضخامت پوشش اوليه ايجاد شده روي زيرلايه فولادي حدود 400 ميکرومتر بوده است. سنگ‌زني پوشش‌ها در 4 عمق 4، 10، 16 و22 ميکرومتر انجام شد تا اثر افزايش عمق سنگ‌زني بر خواص پوشش مورد ارزيابي قرار گيرد. با استفاده از نتايج آزمون پراش پرتو ايکس نشان داده شد که پس از اعمال پوشش، در اثر کربن‌زدايي مقداري از ذرات کاربيد تنگستن WC به W 2 C تبديل شدند.درصد تخلخل، زبري سطح و ميکروسختي پوشش بلافاصله پس از پاشش به ترتيب برابر 5/0 درصد، 666/3 ميکرومتر و 1301 ويکرز بود. سنگ‌زني پوشش‌ها باعث افزايش درصد تخلخل تا 8/0 درصد، کاهش زبري سطح تا 181/0 ميکرومتر و افزايش ميکروسختي تا 1333 ويکرز شد. همچنين تنش پسماند پوشش اوليه برابر با 297- مگاپاسکال بود که پس از سنگ‌زني تنش پسماند فشاري با افزايش عمق سنگ‌زني افزايش پيدا کرد و در نهايت به 591- مگاپاسکال براي پوشش سنگ‌زني شده با عمق 22 ميکرومتر رسيد. به علت افزايش درصد تخلخل و ميکروترک‌ها در سطح و لايه‌هاي زيرين پوشش پس از سنگ‌زني، مقاومت خوردگي پوشش پس از سنگ‌زني کاهش پيدا کرده است، به‌طوري که با افزايش عمق سنگ‌زني چگالي جريان خوردگي پوشش‌ها افزايش يافته و پتانسيل خوردگي پوشش‌ها به پتانسيل خوردگي فولاد زيرلايه نزديک‌تر شده است. نتايج آزمون امپدانس الکتروشيميايي نيز نشان‌دهنده کاهش مقاومت خوردگي پوشش‌ها با افزايش عمق سنگ‌زني بود. با افزايش عمق سنگ‌زني قطر حلقه‌ها در منحني نايکوئيست کاهش پيدا کرده و منحني‌هاي باد به سمت پايين جابه جا شدند. پس از برازش نتايج آزمون امپدانس الکتروشيميايي نيز مشخص شد که بيشترين مقاومت خوردگي مربوط به پوشش اوليه و پوشش سنگ‌زني شده با عمق 4 ميکرومتر بوده و کمترين مقاومت خوردگي مربوط به پوشش سنگ‌زني شده با عمق 22 ميکرومتر مي‌باشد. در آزمون تريبوخوردگي در شرايط پتانسيل مدار باز، به علت تخريب لايه رويين در حين سايش پتانسيل تمامي پوشش‌ها افت پيدا کرد. ميزان اين افت پتانسيل براي پوشش‌ها نزديک به‌هم و در محدوده 48-58 ميلي ولت بوده است. با افزايش عمق سنگ‌زني و در نتيجه افزايش تخلخل و ميکروترک در پوشش، پتانسيل مدار باز پوشش‌ها به سمت پتانسيل‌هاي منفي‌تر جابه جا شده و در نتيجه نمودارهاي حاصل از آزمون تريبوخوردگي در شرايط پتانسيل مدار باز نيز به سمت پتانسيل‌هاي منفي جابه جا شده‌اند. پس از توقف سايش و با تشکيل مجدد لايه رويين، پتانسيل پوشش‌ها شروع به افزايش کرده و به مقدار اوليه پتانسيل مدار باز نزديک شده است. کلمات کليدي WC-10Co-4Cr، سنگ‌زني، تنش پسماند، خوردگي، تريبوخوردگي، HVOF.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی