عنوان پایان‌نامه
سخت پوشی فولاد زنگ نزن مارتنزینی ۴۱۰ با سوپر آلیاژ های پایه نیکل و کبالت بروش GTAW و بررسی مقاومت به خوردگی آن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41527;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 761
- تاریخ دفاع
- ۰۶ تیر ۱۳۸۸
- دانشجو
- مریم صادقی لاریجانی
- استاد راهنما
- احمدعلی آماده
- چکیده
- فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی دارای ترکیبی از خواص مکانیکی و خوردگی بوده و به همین دلیل در صنایع مختلف مانند شیرهای بخار، کمپرسورها، پمپ ها و ساخت پره های توربین بخار از این دسته فولادها استفاده می شود. پره های توربین بخار به دلیل شرایط کاری موجود، شامل تنش های مکانیکی و محیط خورنده و دمای بالا، تحت تأثیر عوامل تخریبی مختلف نظیر سایش، خستگی حرارتی و مکانیکی و خوردگی می باشند که هر یک از این عوامل روی عمر مفید کاری و همچنین شکست قطعات تاثیر زیادی دارند. لایه نشانی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی با سوپر آلیاژهای پایه کبالت یک روش مناسب جهت افزایش مقاومت به خوردگی و سایش لایه سطحی قطعات ساخته شده از این نوع فولاد می باشد. لذا در این تحقیق سطح فولاد زنگ نزن مارتنزیتی نوع410AISI با آلیاژهای استلایت 6، استلایت 21 و اینکونل 625 به روش جوشکاری GTAW در ضخامت های مختلف لایه نشانی شد. بررسی ریزساختار و سختی سطح و همچنین پروفیل تغییرات سختی از فصل مشترک به سطح توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و متالوگرافی نوری و ریز سختی سنجی انجام شد. از آزمایش های خوردگی پلاریزاسیون، اندازه گیری امپدانس الکتروشیمیایی و غوطه وری در محلول NaCl5/3% جهت بررسی رفتار خوردگی پوشش ها استفاده شد. همچنین بعد از آزمایش غوطه وری سطح نمونه ها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی بررسی شده و از آنالیز پراش پرتو ایکس جهت تشخیص محصولات خوردگی استفاده شد. نتایج حاصل از آزمایش های خوردگی نشان می دهد که مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 625 بیشتر از آلیاژهای استلایت 6 و استلایت 21 است و همچنین آلیاژ استلایت 21 نیز به خاطر درصد کربن پایین تر و حضور مقدار بیشتری عناصری نظیر کرم و مولیبدن به صورت محلول جامد مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به آلیاژ استلایت 6 دارد. همچنین مقاومت به خوردگی پوشش ها در هر کدام از این آلیاژها با افزایش ضخامت، به دلیل درصد رقت حجمی کمتر و در نتیجه مقدار کرم بالاتر و درصد آهن کمتر بهبود یافته است.
- Abstract
- Abstract Martensitic stainless steels have been extensively used in many applications like valve seat, ball valve, compressor, pump and steam turbine industries owing to a good combination of mechanical and chemical properties. Steam turbine blades are subjected to various types of degradations like wear, thermal and mechanical fatigue and corrosion because of high temperature, mechanical stress and corrosive environment which affect lifetime and failure mode of components. Weld overlaying of martensitic stainless steel with cobalt based alloys has been considered as a suitable method to improve corrosion and wear resistance of critical surfaces. In this study, AISI410 martensitic stainless steel was coated with Stellite 6, Stellite 21 and Inconel 625 using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) process. Microstructure, hardness along the weld overlay cross section and surfaces were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy (OM) and microhardness tester. The potentiodynamic polarization, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and immersion tests in 3/5%NaCl were used to investigate the corrosion behavior of coatings. After immersion test, the samples were also investigated using SEM and OM. In addition X-Ray Diffraction was used to identify corrosion products. The results showed that Inconel 625 had the best corrosion resistance among the studied alloys. The results also demonstrated that Stellite 21 had better corrosion resistance than Stellite 6 owing to lower carbon content and consequently carbides which lead to present of much higher Chromium and Molybdenum in solid solution matrix. Corrosion resistance of coatings improved as the thickness increased due to lower dilution and consequently higher Chromium and lower Iron content.
