تاثير حضور لايه مياني فولاد زنگ نزن آستنيتي309 بر ريز ساختار و خواص مكانيكي فولاد ساده كربنيSt52 روكش كاري شده با الكترود پركروم-كربن به روش جوشكاري ذوبي

The Effect of the presence of the middle layer of 309-stainless steel on microstructure and mechanical properties of St-52 carbon steel cladded by high chromium-carbon electrode produced by fusion welding

در اين پژوهش به بررسي ساختار ميكروسكوپي، فاز شناسي، سختي و رفتار سايشي فولاد ساده كربنيSt52 روكش كاري شده با الكترود پركروم-كربن با و بدون استفاده از لايه مياني فولاد زنگ نزن آستنيتي309 پرداخته شده است. جهت روكش كاري از روش جوشكاري قوسي فلز روپوش دار(SMAW) و روش جوشكاري قوسي تنگستن گاز(GTAW) استفاده شده است. براي بررسي ريز ساختار از ميكروسكوپ نوري، الكتروني و آناليز EDS و جهت بررسي سختي و مقاومت سايشي از آزمون ريزسختي سنجي ويكرز و سايش به روش رفت و برگشتي استفاده گرديد. يافته‌هاي پژوهش نشان داد كه ساختار در سطح نمونه‌هاي روكش كاري شده متشكل از كاربيدهاي M7C3 و زمينه يوتكتيك "γ+" "M" _"7" "C" _"3" است. همچنين در نمونه روكش كاري شده با لايه مياني309 در مقايسه با نمونه‌ي يك پاس كسر حجمي كاربيدها افزايش يافته است. دليل اين موضوع در ارتباط با كاهش رقت آهن و افزايش رقت كروم در نمونه با لايه مياني309 و به طبع آن افزايش كسر حجمي كاربيدهاي M7C3 است. افزايش درصد كاربيدها در نمونه با لايه مياني309 باعث افزايش سختي و به طبع آن افزايش مقاومت به سايش در مقايسه با نمونه‌ي يك پاس مي گردد، به نحوي كه سختي سطح و كاهش وزن در آزمون سايش از 780HV و 3.7mg در نمونه بدون لايه مياني(يك پاس) به 945HV و 2mg در نمونه با لايه مياني309 مي‌رسد. با بررسي سطوح سايش يافته نمونه ها، مشخص گرديد كه مكانيزم سايش از نوع چسبان مي باشد. با افزايش سختي در نمونه با لايه مياني از ميزان سايش چسبان كاسته شده است.

IIn this research, the microstructure, phase-analysis, hardness and wear behavior of cladded carbon steel of St-52 by a high chromium-carbon electrode with or without using 309-stainless steel as a middle layer are investigated. Cladding process is performed by shield-metal arc welding (SMAW) and gas-tungsten arc welding (GTAW) methods. In order to evaluate of microstructure, the optical and scanning electron microscopies along with EDS analyses are used. In addition, hardness measurement and wear behavior are conducted by micro-Vickers hardness and dry- sliding wear test, respectively. The research findings show that the microstructure of cladded samples are consisted of M7C3 carbides into the eutectoid matrix of Ɣ+ M7C3. Additionally, the volume fraction of carbides are increased at the cladded sample with middle layer of 309-stainless steel as opposed to other samples. Increasing of carbides percentage at the cladded samples with middle layer are caused to enhanced of hardness and wear resistance with comparing to other samples. In this case, the surface hardness and weight loss of wear test are achieved from 780HV and 3.7mg to 945HV and 2mg at the cladded sample without and with middle layer of 309-stainless steel, respectively. Moreover, examining the wear surfaces indicated the occurrence of an adhesive wear mechanism in the specimens. Also, by increasing the hardness in middle layer sample the amount of adhesive wear decreased.