بررسي خواص پوشش استلايت 6 ايجاد شده بهروش روكشكاري ليزر بر روي فولاد زنگنزن مارتنزيتي 420 AISI

مرضيه ربانيخواه1، نادر نبهاني2 و محمود پيكري2
دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي بازرسي نفت، دانشگاه صنعت نفت آبادان
استاديار و عضو هيأت علمي دانشگاه صنعت نفت آبادان
[email protected]

چكيده
پودر استلايت 6 طي فرآيند روكش كاري با پرتو ليزر مـوج پيوسـته دياكـسيد كـربن Kw5/1 بـه عنـوان پوشـش محـافظ دو لايـه بـر روي ورقههايي از فولاد زنگنزن مارتنزيتي 420AISI در محيط خنثي آرگون اعمال شده و مورد بررسـي قـرار گرفـت . تـص اوير ميكروسـكوپالكتروني و آناليزEDS وجود پيوند متالورژيكي قوي بين پوشش- زيرلايه و همچنين وجود ساختاري همگـن بـا تركيـب شـيميايي نزديـك بهپودر را در طول عمق لايه مشخص نمود . لايههاي روكش ليزر ساختاري دندريتي و ريز دانه با حضور فقط انـدكي ناخالـصي را نـشان داد.
در خواص مكانيكي نمونه پوششدار، مانند مقاومت سايشي و ريزسختي در مقايسه با زيرلايه بهبود چشمگيري مشاهده شدهاسـت . از سـويديگر خواص خوردگي نيز بسيار بهبود يافتهاست.

واژههاي كليدي:
استلايت 6، روكشكاري با ليزر، فولاد زنگنزن مارتنزيتي، سايش خراشان.

1- مقدمه
خسارات حاصل از خوردگي فلزات در صنعت، هزينهي فراوانـيدر بر دارد چرا كـه حـدود نيمـي از توليـد سـالانهي فـولاد بـرايتعويض قطعات مكانيكي خوردهشده به كار ميرود [1]. اگر چـهنميتوان مشكلات ناشي از خوردگي را بهطور كامـل حـل نمـوداما با استفاده از تكنيكهاي كنت رل خوردگي ميتـوان آنهـا را تـاحـدود زي ادي ك اهش داد . در كاربردهـاي فراوان ي در ص نعت،قطعات مكانيكي بايد تحت شرايط سخت مانند تنش و بار زيـاد،سرعت و دماي بالا، تماس بـا محـيط شـيميايي خورنـده و… كـاركنند، بنابراين براي حفاظت آنها در برابر انواع مختلف تخريـب،بهبود ك يفيت سطح آنها لازم است. عمليات سطحي بهدليل اينكهض من اف زايش عم ر مفي د قطع ه، عملك رد س طح را ني ز بهب ود ميبخشد، به ارزش قطعات ميافزايد. بهعنوان مثال اعمال پوشـشارزش محصول را تـا ده برابـر قيمـت اوليـه آن افـزايش مـيدهـد [2]. سايش غلتكهاي نورد در فرآيند ريختهگري پيوسته را كـهبهعلت شرايط كاري سخت و دماي بالا رايج مـيباشـد مـيتـوانبا روكش كاري يك لايه مقاوم بهسايش بر سطح غلتـك كنتـرلنمود. همچنين براي تعمير عيوب سطحي پرههاي توربين بخار كه
ناشي از تمـاس آنهـا بـا ذرات سـاينده مـيباشـد نيـز مـيتـوان ازروكشكاري استفاده كرد.
تكني ك جدي د و پي شرفتهي ايج اد لاي هه اي پوش ش ب هروش روك شده ي لي زر، ع لاوه ب ر محافظ ت س طح فل ز در مقاب ل زيانهايي كه بهعلت شرايط كاري سخت مانند سايش، خـزش وخستگي محتمل ميباشند جهـت تعميـر عيـوب موضـعي اجـزايماشينآلات نيز استفاده ميشود [3]. در سالهاي اخيـر ت مايـل روبهرشد در كاربرد اين تكنيك بهبود سـطح خـصوصاً در مـوارديكه پوشش هاي سطحي از تخريب فلز و هزينه اقتصادي مرتبط تـاحد زيادي ميكاهند، مشاهده شدهاست. مزاياي اين تكنولـوژي،رسوب پوششي نازك، عاري از حفره و ترك و با ضخامت قابل كنترل بر روي سـطح مـورد نظـر مـيباشـد . زمـان واكـنش پرتـوپرانرژي ليزر با پودر و زير لايه كوتاه است كـه منجـر بـهكـاهشانرژي ورودي بهقطعه و درنتيجه اعوجـاج كمتـر در قطعـه نـسبتبهساير روشهاي رايج عمليات سطحي ميشود [4].
انتخاب آلياژ كه با توجه بهشرايط كاري قطعه انجام ميشـود نيـزب هان دازه انتخ اب فرآين د روك ش ك اري س طح اهمي ت دارد.
گروه ي از آلياژه اي پاي ه كبال ت، اس تلايت نامي ده م يش وند.
ام روزه اي ن آلياژه ا ب ر ح سب ني از در بي ست ن وع تج اري ب ا تركيـ ب شـ يميايي متفـ اوت و بـ هشـ كلهـ اي متنـ وع پـ ودر، مفت ول و … تولي د ش ده و ب راي كاربرده اي گون اگون اس تفاده ميشوند. از خـصوصيات عمـومي آلياژهـاي اسـتلايت مـيتـوان بهحفظ استحكام مكانيكي در دماي بالا، مقاومت در برابر شرايطسايشي شـديد، مقاومـت بـهخـوردگي و اكـسيداسيون، مقاومـت ب هخ ستگي حرارت ي و خ زش اش اره نم ود [5]. گ ر چ ه ف ولاد زن گن زن تركيــب منح صر ب هفــردي از خ واص مكــانيكي وچقرمگي دارد و بههمين دليل بهطور گسترده در مصارف فـراوانبهكار مي رود، اما مقاومت سايـشي ضـعيف ايـن نـوع از فولادهـامحدوديتهاي جـدي بـراي كاربردهـاي آن ايجـاد كـرده اسـت. براي غلبه بر اين مشكل آلياژهاي استلايت به عنوان پوشش فـولا د در صنايعي نظير هوا- فضا، نفـت و پتروشـيمي، اتومبيـل سـازي وصنايع شيميايي مانند پوشـش دروازه و نـشيمنگاه شـيرها اسـتفادهميشوند. بهعنوان مثال گزارش شدهاست كه روكش كاري ليـزرفولاد زنگنزن آستنيتي L316 با پودر استلايت 21 سختي آن را از 1/0Hv 550 به 1/0Hv 750 افزايش مـي دهـد ضـمن آن كـهمقاومت بهسايش خراشان آلياژ را 85% افزايش ميدهد [6].
در فر آيند روكش ليزر، بخشي از انرژي پرتو پرتوان ليزر، جذبپودر شده و منجر بهذوب پودر قبل از رسيدن بهزير لايه مي شود.
بخش ديگر آن لايه سطحي نازكي از زيـر لايـه را ذوب كـرده ودر نتيجه پيوند متالورژيكي قوي ضمن حداقل اخـتلاط بـين لايـهپوشش و زير لايه ايجاد ميشود. هنگامي كه پرتو ليزر حوضـچهمذاب را كه بخش اعظم آن پودر روكـش و حجـم كمـي از آنزير لايه مي باشـد ، تـرك مـيكنـد، حـرارت از طريـق زيـر لايـه بهبيرون انتقال داده شده و آلياژ سريعاً منجمد ميشود.
جهت تغذيه پودر بهناحيه مـذاب، دو روش وجـود دارد : نخـستقـ رار دادن پودرهـ ا بـ ر روي سـ طح و ديگـ ري وزش پـ ودر ب هدرون پرت و لي زر در نقط ه برخ ورد آن ب ر روي س طح . روش نخست شامل مشكلات فراواني اسـت كـه از آن جملـه مـيتـوان بهدشوار بودن نگهداري پـودر در محـل در حـين ذوب بـهوسـيلهپرتو ليزر، نياز بهپرتو با توان بيشتر جهـت ذوب كامـل و اخـتلاطبيشتر با زير لايه اشاره نمود. بنابراين معمولاً تكنيـك وزش پـودرترجيح داده مـيشـود [7]. از آنجـا كـه تـوان و سـايز پرتـو ليـزرمحدود مي باشد، نمي توان منطقه وسـيعي از سـطح فلـز را تنهـا بـايك پاس كه حداكثر پهنـايي معـادل بـا عـرض پرتـو ليـزر دارد، پوشش د اد، لذا همپوشاني پاسهاي مجاور نيز مورد نياز ميباشد.
با انتخاب بهينه پارامترهاي فرآيند كـه بـر اسـاس مـدلهـاي نيمـهتجربي محاسبه ميشود، امكـان ايجـاد سـطحي بـا كيفيـت بـالا و هندسه قابل كنترل فراهم ميشود ضمن آنكه دستيابي بـهخـواصمكانيكي و ريزساختار مطلوب نيز ميسر ميشود.
در مقاله حاضر، خواص پوشـش محـافظ يكـي از پركـاربردترينآلياژهاي استلايت بـهنـام اسـتلايت 6 كـه بـهروش ليـزر بـر رويف ولاد زن گن زن م ارتنزيتي 420AISI ايج اد ش ده، گ زارش ميشود. از آن جا كه خواص مكانيكي آلياژهاي استلايت وابسته بهتركيب شـيميايي و ريزسـاختار آنهـا اسـت و همچنـين خـواصسايشي تحـت تـأثير انـدازه و كـسر حجمـي فازهـا اسـت، آنـاليزريزساختار، فازها، تركيب شيميايي، سختي و مقاومـت بـهسـايش
روكش توسط تستهايEDX ،SEM ، سـختيسـنجي و سـايشبهروش پين بر روي ديسك انجام ميشود. تستهـاي خـوردگي نيز به روش پتانسيوديناميك براي پوشش و زير لايـه انجـام شـده،مورد بررسي قرار ميگيرند.

2- ر وش تحقيق

پوشـش ه ا توسـط دس تگاه ليـزر م وج پيوسـته دياك سيد ك ربن Kw 5/1 اعمال شدهاند. پرتـو ليـزر بـا قطـر 18 ميلـي متـر توسـطعدسيهاي نوري سلنيد روي (f = 127 mm) بهگونـه اي متمركـزشدهاست كه قطر پرتو بر روي سطح كار 1 ميليمتر اندازه گيـريشده و در طول فرآ يند ثابت نگه داشـته شـده اسـت. شـدت پرتـواعمالي تقريباً برابر با 2W/cm 105 بوده و خروجـي ليـزر بـا دقـت2±% كنترل شده است. تركيب اوليه پودر استلايت 6 كه به شـكلدانههاي كروي با اندازه حـدود µm 60 مـيباشـد در جـدول (1)
جدول (1): تركيب شيميايي (wt%) زيرلايه، پودر استلايت اوليه و پوشش ايجاد شده بهروش روكش كاري ليزر حاصل از تست EDS.
C Mn Si Mo Fe W Ni Cr Co
0/20 0/60 0/60 1/00 مابقي – 0/60 12/00 – زير لايه
1/00 (حداكثر)00/1 2/35 – (حداكثر)00/3 7/51 13/50 19/00 مابقي پودر اوليه
1/25 0/74 1/83 – 5/09 9/94 13/91 18/79 42/63 روكش استلايت

1271778-2083336

شكل (1): دادههاي آزمايش نيمهكمي بر تركيب شيميايي پودر استلايت 6.
EDS

آورده ش دهاس ت (ش كل 1). ورق هه ايي از ف ولاد زن گ ن زن مـارتنزيتي 420AISI كـه تركيـب شـيميايي آن مـشابه آنچـه درصنعت براي تيغههاي توربين بخار طراحي مـيشـود (جـدول 1)، بهعنوان ماده زير لايه بهكار رفتهاست.
قبل از اعمال پوشش، سطح نمونهها با استفاده از كاغذ سمباده تـاشماره 1000 آمادهسـازي شـدهاسـت تـا سـطحي شـبيه آنچـه درعمليات م هندسي استفاده ميشود، تهيه شـود. نمونـه هـا در حمـامآلتراسونيك در بنزن چربيزدايي شده و سـپس بـا اسـتون شـستهشده و با جريان هوا خشك شدهاند. جهت انتقال پـودر بـهمنطقـه عمليات از جريان گاز آرگون استفاده شد. نـرخ تغذيـه پـودر درحدود gr/s2/0 و زاويه تغذيـه پـودر نـسبت بـهسـطح نمونـه °45 كنترل شد . جريان گـاز آرگـون ديگـري جهـت حفاظـت ناحيـهمذاب و جلوگيري از تماس روكش با محيط كه منجر بهآلودگي آن مي شود، اعمال شد. لازم است كه قطعه كـار عمـود بـر اشـعهليزر قرار داده شـود تـا حـداقل انـرژي بـراي فرآينـد لازم باشـد.

شكل (2): شماي فرآيند روكش ليزر (Vb بيانگر نرخ روبش ميباشد).

در هر لايه، پاور دستگاه ليزر، در پايان هر پـاس خـاموش شـده ونـ ـازل سـ ـريعاً بـ هموقعيـ ت شـ روع جديـ ـد برگردانـ ـده شـ د (شكل 2). مطابق شكل (3)، دو لايه روكش اعمال شـد چـرا كـه با افزايش تعداد لايهها احتمال وقوع تركهـاي سـطحي افـزايشمييابد [1]. لايههاي متوالي عمود بر يكـديگر بـوده و هميـشه ازيك جهت نمونه شروع شدهاند. نرخ روبش ليزر در طول فرآينـد mm/s25 ثابت نگه داشته شد.
ب ر روي نمون هه اي زي ر لاي ه ب هابع اد 2 mm20 × 20 نواره اي روكش بـه ابعـاد mm × 0/3 mm 1 (ارتفـاع× عـرض ) و حـدود30% همپوشاني نوار مجاور ايجاد شدهاست. نمونههاي پيني شكللازم بــراي تــست ســايش (9 × φ = 10 mm) نيــز بــا انجــام روكشكاري ليزر و ثابت نگه داشتن پارامترهاي فرآيند تهيه شد.
پس از اتمام فرآينـد روكـش هـيچگونـه عمليـات حرارتـي روينمونهها صورت نگرفت.
پس از برش، پوليش و اچ نمـودن نمونـه هـا، بررسـي ريزسـاختارپوشش توسـط ميكروسـكوپ نـوري و ميكروسـكوپ الكترونـيPhilips مدلX30 انجام شد. جهت آناليز شيميايي نمونهها تستEDS انجام شـد . انـدازه گيـري ريزسـختي ويكـرز بـا اعمـال بـار gr300 بر سطح نمونه و عمود بر جهـت نوارهـاي روكـش بـرايفواصل مختلف از فصل مش ترك پوشش و زير لايه انجام گرفت.
همان گونه كه قبلاً بيان شد، تستهاي سايشي توسط دستگاه پينبر روي ديسك انجـام شـد . جـنس ديـسك مطـابق بـا اسـتاندارد99ASTM G. و از فولاد كربني كربوره با سختي HRC60، قطر

شكل (3): شمايي از پوشش توليد شده.

mm20 و ضخامت mm2 انتخاب شد. پينهـا ي روكـش كـاريليزر شده، تحت بار kg1 و rev/min 100 قرار گرفتنـد. در حـينتست پين ها ثابت بوده و ديـسك دايـرهوار چرخانـده شـد. بـرايمقايسه مقاومت سايشي روكش اسـتلايت از دادههـاي حاصـل ازانج ام ت ست تح ت ش رايط يك سان ب ر روي ف ولاد زن گن زن AISI420 و پوششTiN (كه به عنوان يك آلياژ مقاوم بهسـايشفوقالعاده شناخته شدهاست) ايجاد شـده بـهروش نيتـروره گـازيدماي بالاي آليـاژTi6Al4V اسـتفاده شـدهاسـت [8]. تـست هـايالكتروشيميايي با سلول خوردگي سـه الكتـرودي در دمـاي اتـاقانجام شد . منحنيهاي پلاريزاسيون توسط دسـتگاه پتانـسيواستات Zahner مدل IM6exو نـرم افـزار مربوطـهي Thales در محلـولاستاندارد NaCl 5/3% رسم شدند. نمونـه بـا سـطح مقطـع 2cm 1 بهعنوان الكترود كاري، به كار رفتهاست. سيم پلاتيني نـورد شـدهبهعنوان الكترود كمكي بهكار رفته و پتانـسيل نـسبت بـهالكتـروداستاندارد اشباع كالومل سنجيده شدهاسـت . نـرخ روبـشmv/s 1 براي گستره ي پتانسيل mv 1000- تا mv1000 اعمال شد.

نتايج و مباحث
3-1- بررسي ريزساختار
تــصاوير ميكروســكوپ نــوري پوشــش اســتلايت ايجــاد شــده بهروش روكش كاري ليزر ، ريز ساختاري همگن شامل يـك مـرزواضح در فـصل مـشترك پوشـش- زيـر لايـه را نـشان مـيدهـد(شكل (4)، بخـش بـالايي و پـاييني بـهترتيـب ). منطقـه همگـن و

mm
شكل (4): سطح مقطع روكش استلايت 6 (ارتفاع كل دو لايه 7/0).

شكل (5): ناحيه نزديك بهفصل مشترك روكش و زيرلايه.

ص افي از م رز ك ه منطب ق ب ا ناحي ه ذوب ي اس ت و بي انگر پيون د متالورژيكي و چسبندگي خوب روكش بهزير لايـه مـيباشـد درشكل مشاهده ميشود. نواحي تيـره و كوچـك بـا شـكل نـامنظمنشاندهندهي حفرات گازي و ناخالصيهـاي موجـود در پوشـشميباشند كه بهعلت مقدار كم تأثير چنداني بر خـواص مكـانيكيو كيفيت پوشش ندارند.
تصاوير ميكروسـكوپ الكترونـي (شـكل 5) سـاخ تار متفـاوتي ازپوشش و زير لايه را آشكار مـيسـازد . بـه علـت رشـد هـممحـوراولين فاز ايجاد شده روي زيـر لايـه، يـك ناحيـه صـاف بـهطـورعمودي پيشرفت كرده و سپس بهعلـت تغييـرات شـديد در نـرخسرد شدن و گراديانهاي حرارتي با تغيير ارتفاع بهناحيـه باريـك

شكل (6): ناحيه همپو شاني نوارهاي روكش ليزر استلايت 6.

و سلولي تبديل ميشود. بنابراين نخستين فازي كه در حـين سـردشــدن از فــاز مــايع آليــاژ اســتلايت 6 ايجــاد مــي شــود شــامل دندريتهاي غني از Co با ساختار كريستاليFCC بوده و سـپس كاربيـدهاي يـوتكتيكي 3M = Cr , Co , W) M7C) در داخـلمناطق بين دندريتي منجمد مـي شـوند. در نتيجـه سـاختار پوشـشايجاد شده در فرآيند ليزر متشكل از يك ساختار هيپويوتكتيـكدندريتي اوليه و يوتكتيك بين دندريتي ميباشد.
همانگونه كه در شكل (6) ديده ميشود در ناحيـهي همپوشـانينوارها ساختار درشتتر شدهاست. همچنين نواحي نزديك فـصل مشترك از آنجا كه بهمدت طـولانيتـري در معـرض دمـاي بـالاقرار داشته اند، نواحي بيندندريتي درشـتتـر مـي شـوند. بـه علـتانجماد سريع در فرآيند ليزر، ريزساختار حاصـل خيلـي ريزتـر ازفرآيندهاي عمليات سطحي رايج مانند PTA1 ميباشد [2].
پس از اعمال پوشـش روي زيـر لايـه تركيـب شـيميايي پوشـشبررسي شده كه بههمراه تركيب شيميايي پودر استلايت اوليـه درجدول (1) نشان داده شدهاست. از مقايسه دادهها نتيجـه مـيشـودك ه تغيي ري در تركي ـب ش يميايي روك ش لي زر ش ده، ايج اد نشدهاست بلكه مقادير نسبي اجزاي اوليه توليد شده انـد. محتـوايجزء اصلي استلايت، يعني كبالت، در پوشش فقط كمي كمتر ازمقدار اوليه است كه نشان ميدهد فرآ يند بـا پارامترهـاي مناسـبانجام شده و باعث شده درجه رقت نـسبتاً قابـل كنتـرل بـوده و ازايجاد تغييرات مهـم در تركيـب شـيميايي اوليـه آليـاژ جلـوگيريشود. بهعلت نفوذ كـربن از زيـر لايـه بـهپوشـش محتـواي كـربن

شكل (7): وابستگي محتواي اجزاي و بهفاصله از فصل مشترك پوشش و زير لايه حاصل از تست EDS.
Fe Ni ,Cr ,Co

شكل (8): وابستگي ريزسختي ويكرز بهفاصله از فصل مشترك روكش- زير لايه.

پوشش افزايش يافتهاست كه منجر بهتسهيل تـشكيل كاربيـدهايك روم و در نتيج ه اف زايش س ختي و مقاوم ت ساي شي پوش ش ميشود.
تغييرات محتواي Cr ،Co ،Feو Ni در طول سطح مقطع روكـشاز داده هايEDS در نزديكي فصل مـشترك پوشـش- زيـر لايـهاستخراج شده است (شكل 7). ميزان آهـن از مقـدار اوليـهي 83% در زير لايه در فاصله µm25 از فصل مشترك، بهمقـدار 50% در ف صل م شترك و س پس ب همق دار 28% در پوش ش اس تلايت در فاصله µm10 از فصل مشترك مشاهده ميشود كه مؤيد افزايش در محتواي Feروكش نسبت بهمقدار اوليه آن در پودر استلايت در جدول (1) مي باشد. با افزايش فاصله از فصل مشترك روكش

شكل (9): مقاومت سايشي بهصورت كاهش وزن بهعلت اصطكاك در حين تست وابسته بهتعداد چرخههاي سايش.

و زيرلايه ، ميزان Co و بـه مقـدار كمتـر در محتـوايCr و Ni نيـز افزايش مييابد.
3-2- بررسي خواص مكانيكي
وابـ ستگي ريزسـ ختي ويكـ رز بـ هفاصـ له از فـ صل مـ شترك پوش ش- زي ر لاي ه در س طح مقط ع عم ود ب ر جه ت روك ش اندازهگيري و در شكل (8) نشان داده شدهاست. مقدار سختي درسطح خارجي لايه روكش (Hv 1000) بسيار بيـشتر از مقـدار آندر زير لايه ( Hv200) ميباشد. در فصل مشترك روكـش – زيـر لايه كمترين مقدار سختي مشاهده شدهاست چرا كـه ايـن ناحيـهدر حين فرآيند تحت اثر بيشترين دما قرار مي گيرد لذا سرد شدن در ح ين انجم اد آه سته ب وده و دان هه اي ايج اد ش ده درش ت ميباشند. بهعلت تركيب شيميايي يكسان سـختي در هـر يـك ازدو لايه تغيير نميكند گر چه در فصل مشترك بين لايهها بهعلت دوباره قرار گرفتن در معرض حـرارت و ذوب مجـدد يـك نـوارروكش توسط نوار بعدي سختي كاهش مييابد.
نم ودار ك اهش وزن واب سته ب هتع داد چرخ هه اي س ايش ب راي پوشش، زيـر لايـه و آليـاژ مرجـعTiN در شـكل (9) نـشان دادهشدهاست. مشاهده مي شود كه زيرلايه، كاهش وزني سـريعتـر ازنمونه استلايت دارد و مؤيد ايـن مطلـب اسـت كـه روكـش ليـزرنمودن با استلايت مقاومت سايشي زير لايـه را بهبـود مـيبخـشد . بهعلاوه نرخ سايش (شيب من حني سايش در نمودار) بـراي آليـاژاس تلايت 6 تقريب اً ثاب ت و نزدي ك ب ه ن رخ س ايش آلي اژ TiN ميباشد.
3-3- بررسي رفتار خوردگي
نتايج آزمون خوردگي بهصـورت منحنـيهـاي پتانـسيوديناميكيبراي نمونه با روكش ليزر استلايت (نقطهچين) و زير لايـه (خـطكامـ ل) در شـ كل (10) نـ شان داده شـ دهاسـ ت. از مقايـ سهي پتانسيلهاي خوردگي نتيجه ميشود كه مقدار پتانسيل خـوردگي (ECorr) براي نمونه بـا روكـش اسـتلايت در مقايـسه بـا زيـر لايـه ب هجه ت مثب ت حرك ت ك ردهاس ت. همچن ين مق دار جري ان خوردگي (ICorr) و در نتيجـه نـرخ خـوردگي در حالـت روكـشلي زر ش ده خيل ي كمت ر از زي ر لاي ه ب دون روك ش م يباش د.
همانگونه كه در نمودار تافـل مـواد روئـين همـواره يـك مرحلـهعمودي مشاهده ميشود، در نتايج تـست خـوردگي بـراي نمونـهپوش ش ش ده ني ز، ح ضور ي ك مرحل ه نزدي ك ب هعم ود قاب ل تشخيص است، هر چند ارتفاع آن كم است. ايـن ويژگـي نمونـهپوش شدار ممك ن اس ت ب ه عل ت قابلي ت ايج اد ف يلم روئ ين فوقالعاده محافظ كروم باشد.

961644-2666262

شكل (10): وابستگي پتانسيل خوردگي (نسبت بهالكترود مرجع كالومل اشباع) بهچگالي جريان براي زير لايه
(خط كامل) و روكش ليزر استلايت 6 (نقطهچين).
لازم به ذكر است كه روكشكاري ليزر سطح بهعلت انقبـاض درحين انجماد، منجر بهايجاد تنش هاي كششي باقيمانـده مـيشـود،بهعلاوه تفاوت در ضريب انبساط حرارتي مـواد روكـش و مـوادزير لايـه ايـن تـنشهـا را تـشديد كـرده و احتمـالاً باعـث ايجـاد تركهايي در سطح روكش ميشود كه در نهايت ميتواند منجرب هج دايش پوش ش از زي ر لاي ه ش ود. ب راي ح ل اي ن م شكل راهحلهاي مختلفي مانند انتخاب بهينهي پارامترهاي فرآيند ليزر،تغيير در تركيب شيميايي روكش و همچنين پيشگـرم زيـر لايـهپيشنهاد داده ش دهاند كه در مقالات بعد بـهبررسـي آنهـا خـواهيمپرداخت.

نتيجهگيري
پودر استلايت 6 در فرآيند روكش كاري ليزر، بـهعنـوان پوشـشدو لايه محافظ بر روي ورقههايي از فـولاد زنـگنـزن مـارتنزيتياعمال شد . نتايج بررسـيهـاي ميكروسـكوپ نـوري، شـيميايي ومت الوگرافي ب راي لاي ـه ه اي پوش ش اس تلايت، ريزس اختار ي ريزدانه، همگن از نظر تركيب شيميايي، بـا حـضور تعـداد كمـ ي ناخالـ صي و عيـ وب سـ اختاري، چـ سبندگي عـ الي روكـ شبهزير لايه و حداقل رقت را آشكار ميسازد. مشاهده شـد كـه بـااعمال پوشش سختي سـطح افـزايش يافـت و همچنـين در سـطحپوشش مقاومت بهسايش بالا و قابل مقايسه بـا TiN حاصـل شـد. بررسي و مقايسه رفتار خوردگي پوشـش و زيـر لايـه نيـز بيـانگرافزايش در مقاومت خوردگي ميباشد.ذ

مراجع
H. Alemohammad, Sh. Esmaeili and E. Toyserkani,
“Deposition of Co-Ti Alloy on Mild Steel Substrate Using Laser Cladding”, Materials Science and Engineering A 456, pp. 156-161, 2007.

A. S. D’Oliveira, P. S. Silva and R. Vilar, “Microstructural Features of Consecutive Layers of Satellite 6 Deposited By Laser Cladding”, Surface and Coatings Technology 153, pp. 203-209, 2002.

R. Jendrzejewski, A. Conde, J. Damborenea and G. Sliwinski, “Characterisation of the Laser-Clad Stellite Layers for Protective Coatings”, Materials and Design 23, pp. 83-88, 2002.

W. C. Lin and C. Chen, “Characteristics of Thin Surface Layers of Cobalt-Based Alloys Deposited by Laser Cladding”, Surface & Coatings Technology 200, pp.
4557-4563, 2006.

G. Xu, M. Kutsuna, Z. Liu and L. Sun, “Characteristic Behaviours of Clad Layer by a Multi-Layer Laser Cladding with Powder Mixture of Stellite-6 and Tungsten Carbide”, Surface & Coatings Technology 201, pp.
3385-3392, 2006.

D. Persson, E. Coronel, S. Jacobson and S. Hogmark, “Surface Analysis of Laser Cladded Stellite Exposed to Self-Mated High Load Dry Sliding”, Wear 261, pp. 96-100, 2006.

R. Jendrzejewski and G. Sliwinski, “Investigation of Temperature and Stress Fields in Laser Cladded Coatings”, Applied Surface Science 254, pp. 921-925, 2007.

E. King, BJ. Fernandes, J. Damborenea and J. Ruiz, “High Temperature Gas Nitriding of Ti6Al4V to Improve Wear Surface Properties”, Rev. Metal. Madrid 36, pp. 403-409, 2000.
6- پينوشت
1- Plasma Transferred Arc Welding



قیمت: تومان