عنوان پایان‌نامه
ایجاد لایه کامپوزیتی بر روی سطح فولاد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40421;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 755
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- امیر ساعتیان
- استاد راهنما
- محمود حیدرزاده سهی
- چکیده
- در این پژوهش ذوب سطحی فولاد AISI 1045 به منظور ایجاد لایه کامپوزیتی توسط جوشکاری قوس تنگستن (TIG) صورت پذیرفت. در این راستا تاثیر شدت جریان (125، 150 و 175 آمپر) و سرعت حرکت مشعل ( 50، 71 و 100 میلیمتر بر دقیقه) بر روی هندسه ناحیه ذوب، ساختارهای ایجاد شده، تغییرات میکروسختی و همچنین مقاومت به سایش آنها مورد مطالعه قرار گرفتند. قابل ذکر است که ذوب سطحی نمونه¬ها در دو گروه صورت گرفت. گروه اول جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ آرگون انجام شد. در گروه دوم همراه با گاز آرگون، گاز نیتروژن نیز مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بیانگر آن است که ابعاد منطقه ذوب شده با افزایش شدت جریان و کاهش سرعت حرکت مشعل افزایش می¬یابد. افزایش ابعاد منطقه ذوب شده برای گروه دوم شدیدتر بود. حداکثر سختی به دست آمده در ذوب سطحی با جریان 150 آمپر و سرعت حرکت مشعل 71 میلیمتر بر دقیقه، در حدود HV0.2 420 بود و افزایش 36 درصدی مقاومت به سایش را نسبت به زیر لایه به همراه داشت. ایجاد لایه کامپوزیتی نیز در دو گروه انجام شد به طوریکه لایه پیش نشست در گروه اول شامل مخلوط پودر فرو تیتانیم و گرافیت و در گروه دوم پودر فروتیتانیم بود. با این تفاوت که در گروه دوم گاز نیتروژن به همراه گاز محافظ آرگون مورد استفاده قرار گرفت. اثر متغیرهای فرآیند چون حرارت ورودی و سرعت حرکت مشعل بر هندسه لایه‌ها و ریز ساختار آنها مورد بررسی واقع شد. لایه‌های کامپوزیتی در گروه اول دارای ریز ساختار از نوع انجمادی با زمینه آستنیتی و مناطق یوتکتوییدی شامل آستنیت و کاربید Fe3C به همراه ذرات کاربید تیتانیم (TiC) است و در گروه دوم ریز ساختار از نوع انجمادی با زمینه پرلیتی و فریت ویدمن اشتاتن شکل گرفته در مرزدانه آستنیت و مناطقی شامل یوتکتیک پرلیتی و کاربید Fe3C به همراه ذرات نیترید تیتانیم (TiN) است. آزمون میکرو سختی سنجی نشان داد که سختی لایه‌های کامپوزیتی حاوی ذرات TiC از 439 به 966 ویکرز و سختی لایه‌های کامپوزیتی حاوی ذرات TiN از 449 به 725 ویکرز افزایش یافته است. همچنین ارزیابی مقاومت به سایش لایه‌های کامپوزیتی حاوی ذرات TiC نشان دهنده بهبود مقاومت به سایش از 44 تا 68 درصد نسبت به آلیاژ پایه و در مورد لایه¬های کامپوزیتی حاوی ذرات TiN نشان دهنده بهبود مقاومت به سایش از 41 تا 68 درصد نسبت به آلیاژ پایه بود.
- Abstract
- Abstract of M.Sc. Thesis: In this Study, possibility of the formation of composite layers containing TiC and TiN particles on AISI 1045 by means of TIG process was investigated. At first stage, the effect of TIG parameters on the geometries of the melted zone, microstructures, microhardness and wear resistance of the treated specimens were studied. A maximum hardness of 420HV was obtained as a result of surface melting which reduced the wear rate by 36% as compared with that of the untreated substrate. Composite layers containing TiC were obtained by pre-placing of mixtures of ferrotitanium and graphite together with sodium silicate as binder on the steel plates. SEM and XRD confirmed formation of TiC in the treated layer. The maximum hardness in these layers was over 960 HV and as a result the wear rate reduced by 68%. Composite layers containing TiN were obtained by pre-placing ferrotitanium powder on the surface of the steel plates and using a mixture of N2 and Ar instead of Ar alone during melting. SEM and XRD confirmed formation of TiN particles in the melted region. The hardness of these layers as result reached to a value of 730 HV and the wear rate reduced by 68% as compared with that of the untreated substrate
