بررسی تجربی و شبیه سازی توزیع تنش پسماند در راستای ضخامت پوشش WC-10Co-4Cr به روش HVOF

Abstract

کاربرد پوشش WC-10Co-4Cr ایجاد شده توسط روش پاشش حرارتی با سوخت اکسیژن در سرعت بالا، HVOF، به دلیل مقاومت سایشی و خوردگی بالا، به میزان قابل توجه­ ای توسعه یافته است. تنش ­های پسماند ایجاد شده در طی فرآیند پوشش ­دهی بر مقاومت سایشی و چسبندگی پوشش به زیرلایه مؤثر هستند. در این مطالعه، تنش پسماند پوشش توسط تکنیک پراش اشعه ایکس (XRD) به روش sin² و تحلیل المان محدود تعیین گردید. در اندازه­گیری تجربی، فرآیند برداشت شیمیایی ماده به­منظور تعیین تنش در راستای ضخامت پوشش به­ کار برده شد. در تحلیل المان محدود، ابتدا برخورد ذره بر زیرلایه انجام شد. سپس نتایج حاصل از تحلیل برخورد، به عنوان ورودی در تحلیل ترمومکانیکی، به­منظور تعیین تنش پسماند پوشش به­ کار گرفته شد. نتایج نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و شبیه ­سازی وجود دارد. پس از فرآیند پاشش حرارتی، تنش پسماند در سطح پوشش WC-10Co-4Cr فشاری بوده و سپس با افزایش عمق از سطح آزاد، مقدار تنش فشاری افزایش یافته و در نزدیکی فصل اشتراک پوشش-زیرلایه، بیش­ترین مقدار تنش پسماند فشاری بدست می­آید. نتایج شبیه­سازی نشان داد که توزیع تنش در پوشش به جز لبه­ های نمونه، یکنواخت است. تنش در لبه نمونه دارای تمرکز تنش کششی در فصل اشتراک پوشش و زیرلایه است که مستعد ترک، جدایش و شکست پوشش است.