بررسی ریز ساختار و رفتار مکانیکی روکش‌های Al-Cr/Al2O3 تولید شده توسط فرایند GTAW

Abstract

در این پژوهش، با استفاده از جوشکاری قوسی تنگستن‌-گاز، فرایند روکش‌کاری با افزودن محصولات واکنش حاصل از آسیاب کاری پودرهای Cr- Alو Cr2O3- Alروی سطح فولاد CK45انجام شد. پس از تولید روکش‌های سطحی AlCr2 و Al2O3-AlCr2 ارزیابی‌های ریزساختاری و ریزسختی روکش‌ها توسط میکروسکوپ‌های نوری، الکترونی روبشی و دستگاه ریزسختی سنج انجام گرفت. به منظور بررسی مقاومت سایشی روکش‌ها از دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد محصول واکنش حاصل از 20 ساعت آسیاب‌کاری مخلوط پودری Cr-Al، محلول جامد Cr(Al) بود. بررسی آزمون تفرق اشعه ایکس از نمونه روکش‌کاری شده با پودر Cr-Al، حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی AlCr2 در ساختار روکش ایجاد شده نیز بود. همچنین روکش‌کاری مخلوط پودری Cr2O3- Alمنجر به ایجاد فازهای AlCr2 و Al2O3 گردید. ریزسختی هر دو روکش ایجاد شده نسبت به فلز پایه افزایش نشان داد. ریزسختی در نمونه روکش کاری شده‌ی Al2O3-AlCr2 به حدود 780 ویکرز رسید. مکانیزم غالب سایش در آزمون سایش کلیه نمونه‌ها، مکانیزم سایش خراشان برش‌ریز تشخیص داده شد. آزمون سایش برای نمونه جوشکاری شده با پودر AlCr2 کاهش وزنی در حدود 2/0 میلی گرم را نشان داد، درحالیکه در روکش Al2O3-AlCr2 کاهش وزنی مشاهده نشد. ضریب اصطکاک نمونه روکش Al2O3-AlCr2 تا حدود مسافت 200 متر، تقریبا 15/0 بود و از این مسافت به بعد به عدد 35/0 رسید. این افزایش در ضریب اصطکاک با توجه به ثابت بودن دیگر پارامترها نسبت به نمونه AlCr2، می‌تواند به درگیر شدن بیشتر ذرات Al2O3 با نزدیک شدن به لایه‌های پایین‌تر روکش ربط داده شود.