بررسي تاثير پارامترهاي پوشش‌دهي الكترواسپارك بر ريزساختار و مقاومت سايشي پوشش‌هاي آنتروپي بالا

كارشناسي ارشد

پوشش‌دهي سطحي، روش سودمندي براي بهبود كارآيي مواد است. روش‌هاي مختلفي براي پوشش‌دهي وجود دارند ولي روش پوشش‌دهي ESD به عنوان روشي آسان و سريع براي بهبود خواص سطحي، توجه زيادي را به خود جلب كرده‌است. فولاد‌هاي C10 داراي كاربرد‌هاي فراواني هستند كه از جمله‌ي آن‌ها استفاده در اتصالات و همچنين سازه‌هاي ماشين‌آلات است. از آن‌جايي كه اين فولاد‌ها در محل‌هاي مستعد سايش استفاده مي‌شوند، بايد داراي مقاومت سايشي بالايي باشند. هدف از اين پژوهش، ارتقاي خواص مكانيكي و سايشي نمونه با اعمال پوشش آنتروپي بالاي AlCoCrFeMnNi به روش رسوب‌دهي جرقه‌ الكتريكي در فركانس‌ها و حدجريان‌هاي مشخص بود. لذا، ابتدا نمونه‌هايي از فولاد C10 به عنوان زيرلايه متالوگرافي شدند. زيرلايه‌ها با استفاده از الكترود آنتروپي بالا كه متشكل از عناصر AlCoCrFeMnNi بود، به وسيله دستگاه پوشش‌دهي الكترواسپارك در فركانس‌هاي 5، 8 و kHz11 و حدجريان‌هاي 15، 25 و A35 پوشش داده‌شدند و با نمونه مرجع مقايسه شدند. براي بررسي‌هاي مورفولوژيكي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و براي شناسايي فازهاي تشكيل شده، از پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. همچنين به منظور بررسي خواص مكانيكي، از آزمون ريزسختي‌سنجي ويكرز و آزمون سايش پين روي ديسك استفاده شد. با توجه به نتايج XRD مشخص شد كه ساختار پوشش، متشكل از محلول جامد دوفازي FCC و BCC بود. همچنين ملاحظه شد، سختي پوشش‌ها نسبت به نمونه مرجع حداقل 8/2 و حداكثر 04/6 برابر افزايش يافتند كه كمترين سختي مربوط به نمونه مرجع برابر HV122 و بيشترين سختي مربوط به نمونه‌ي بهينه‌ي تهيه شده با فركانس kHz5 و حدجريان A35 برابر HV737 بود. با توجه به سختي بالاتر نمونه‌هاي داراي پوشش ايجاد شده به روش الكترواسپارك در مقايسه با نمونه مرجع، مشاهده شد كه مسير سايشي در پوشش‌ها، داراي افت وزن كمتري بوده و كاهش وزن نمونه مرجع نسبت به نمونه‌هاي داراي پوشش حداقل 2/1 و حداكثر 1/3 برابر بيشتر بود. بيشترين افت وزن پس از طي 300 متر، مربوط به نمونه مرجع برابر mg9/4 و كمترين افت وزن مربوط به نمونه بهينه برابر mg6/1 بود كه تاييد كننده‌ بهبود رفتار سايشي پوشش‌ها نسبت به نمونه مرجع بود. با توجه به تصاوير SEM مشاهده شد، مكانيزم سايشي غالب در پوشش‌هاي حاصل از ESD، مكانيزم تغيير شكل پلاستيكي (چسبان) و اكسيداسيون بود.

209578

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين آقاجاني

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر منصور سلطانيه