عنوان پایان‌نامه
بررسی خوردگی اتمسفری وسایش دمای دمای پوشش ناتو ساخنار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1183
- تاریخ دفاع
- ۲۴ آذر ۱۳۹۳
- دانشجو
- سیما امانیان
- استاد راهنما
- محمد قمبری, سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- در این تحقیق پوشش الکترولس Ni-P و Ni-Co-P از حمام قلیایی بر پایه نمک‌های سولفاتی بر زیر لایه‌ای از جنس فولاد St37 اعمال شد. اثر پارامترهای مختلف حمام پوشش‌دهی از جمله pHحمام، غلظت سولفات کبالت و غلظت عامل احیاکننده بر نرخ نشست پوشش سه‌تایی بررسی و بهترین مقادیر با توجه به نرخ نشست انتخاب شد. پس از اعمال پوشش‌ها، عملیات حرارتی در دمای ? C 400 به مدت یک ساعت انجام گرفت. مورفولوژی و ترکیب شیمیایی پوشش‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز عنصری (EDS) تعیین شد. ریزساختار پوشش‌ها قبل و بعد از عملیات حرارتی توسط تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی و مشاهده شد که پوشش‌ها پس از ترسیب آمورف بوده و در اثر عملیات حرارتی به نیکل کریستالی و نیکل فسفید تبدیل شدند. نتایج آزمون میکروسختی افزایش قابل ملاحظه‌ی سختی را در اثر عملیات حرارتی نشان داد. به منظور بررسی اثر کبالت بر سختی و مقاومت به سایش سه غلظت متفاوت کبالت، با در نظر گرفتن نرخ نشست، به حمام اضافه شد. پوشش با بالاترین درصد کبالت بیش‌ترین سختی و مقاومت به سایش را از خود نشان داد. در واقع در پوشش با 18% کبالت کاهش جرم در نتیجه آزمون سایش تا حدود 8 برابر نسبت به پوشش دوتایی کم‌تر شد. علاوه براین عملیات حرارتی کاهش جرم پوشش سه تایی را حدود 10 برابر کاهش داد. رفتار سایشی این پوشش در دماهای 100، 200 و? C 300 مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که مکانیزم سایش در دمای اتاق و? C 100 خراشان بوده که با افزایش دما مکانیزم چسبان غالب گردید. مقاومت به خوردگی این پوشش‌ها توسط آزمون‌های پلاریزاسیون و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی اندازه‌گیری و اثر عنصر اضافه شونده کبالت در بهبود مقاومت به خوردگی پوششهای Ni-P تایید شد. با انجام آزمون‌های خوردگی مشاهده شد که با افزودن کبالت به پوشش جریان خوردگی نصف و مقاومت پلاریزاسیون دو برابر می‌شود. مقاومت به خوردگی اتمسفری پوشش‌ها نیز با استفاده از آزمون پاشش نمک بررسی شد و نتایج حاکی از برتری پوشش سه‌تایی عملیات حرارتی شده در مقاومت به خوردگی اتمسفری بود. کلمات کلیدی: الکترولس نیکل، آلیاژ سه‌تایی، کبالت، خوردگی، سایش
- Abstract
- Electroless Ni-P coatings have found a variety of applications due to their unique properties. For improvement of the electroless nickel-phosphorous binary coatings qualities, addition of a third element is being developed. Meanwhile, cobalt as an effective element in improving the coatings characteristics such as corrosion and wear resistance, hardness, electromagnetic properties, etc. has attracted attentions of many researchers. In this study, applying the electroless Ni-P and Ni-Co-P alloy deposits on St37 substrate was considered and the achieved coatings were heat treated at 400 ? C for 1 hour. Influence of bath parameters such as pH, concentration of cobalt sulphate and reducing agent on plating rate was investigated. Morphology and composition of the coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). The microstructure of the coatings was studied using X-ray diffraction (XRD) and results showed that the as-plated coating was amorphous in nature, which transferred to nanocrystalline nickel and nickel phosphide after heat treatment. To obtain the best cobalt content, considering the plating rate, three contents of cobalt sulphate were added to the plating bath and results of microhardness and wear tests showed that the coating with 18 wt.% cobalt had the highest hardness and the best wear resistance. It was also shown that heat treatment has a positive effect on improving tribological properties of the coatings. Therefore, high temperature wear behaviour of the coating with 18 wt.% cobalt was tested at 100, 200 and 300 ? C. It was observed that wear mechanism changed from abrasive wear at 25 and 100 ? C to adhesive wear at higher temperatures. Moreover, the corrosion behaviour of the binary and ternary alloy deposits was characterized using potentiodynamic polarization test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and salt spray test, confirming the effect of cobalt addition on improvement of the coatings corrosion resistance. Keywords: Ni-Co-P alloy, XRD, microhardness, wear, corrosion.
