ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد A283 رويه كاري شده توسط اينكونل 625 و فولاد 347 به روش GTAW

Microstructure and Mechanical Properties of A283 Steel Coated by Inconel 625 and 347 Steel Using GTAW

در اين تحقيق، تاثير لايه نشاني پوششي دوگانه برروي خواص ريزساختاري و مكانيكي زيرلايه‌هاي فولاد A283 مورد مطالعه قرار گرفته‌است. از دو نوع فلز پر كننده ي مختلف از جنس فولاد زنگ‌نزن 347 و اينكونل 625 به منظور پوشش‌دهي با بكاركيري فرايند جوش قوسي تنگستن-گاز1 (GTAW) استفاده شد و به‌كمك آزمون‌هاي ميكروسكوپي و مكانيكي خواص روكش حاصل مورد بررسي قرار گرفت. مشاهدات ميكروسكوپي نشان داد، در جايي كه يك لايه روكش اعمال شد، به‌دليل نرخ انجماد بالا، ريزساختار به‌شكل دندريت‌هاي ستوني در آمد. با اعمال لايه دوم، مورفولوژي دندريتي ستوني در لايه اول تغيير يافت و به حالت دندريتهاي سوزني و جزيره‌اي درآمد. طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس2 (EDS) حضور رسوبات كاربيدي را در هر دو نوع پوشش تاييد كرد. آزمون اسكن خطي نشان داد، تغييرات غلظت شيميايي عناصر از زيرلايه به‌سمت پوشش 347 و سپس پوشش 625 با شيب ملايمي صورت گرفت و در مقابل، با بكارگيري آلياژ 625 برروي زيرلايه و بدون لايه واسط 347، تغييرات غلظت عناصر زياد بود. نتايج آزمون سختي‌سنجي و سايش نشان داد كه بيشترين ميزان سختي و مقاومت به سايش متعلق به روكش اينكونل 625 است. در قياس با سختي و مقاومت به سايش زير لايه ي فولاد A283، اعمال روكش اينكونل 625 سبب افزايش سختي در حدود 41% و بهبود مقاومت به سايش تا حدود 3/5 برابر زير لايه ي فولاد A283 گرديد. همچنين اعمال يك لايه روكش 347 برروي زيرلايه سبب بهبود سختي به ميزان حدود 18% و مقاومت به سايش تا حدود 1/7 برابر گرديد.

In this research, the effect of double layer cladding on the microstructural and mechanical properties of A283 steel substrates has been studied. In this regard, 347 stainless steel and Inconel 625 were selected as filler rods and GTAW was used for the coating process. Microstructure and mechanical properties of the resulted coating were then examined. Microscopic observations revealed that, due to the high solidification rate, a columnar dendrite microstructure was formed, where a single layer of coating was applied. The columnar dendritic morphology of the first layer was converted to island state and acicular dendrites after applying the second layer. EDS analysis confirmed the presence of carbides in both coating layers. The results of line scan analysis indicated a mild slope in the changes of the chemical concentration of the elements from the substrate to the 347 and then 625 coating layers. On the contrary, a noticeable change in the concentration of the elements was observed by applying a single layer of 625 alloy on the substrate, without the presence of 347 alloy as inter-layer. The results of hardness and wear tests showed that the highest hardness values and wear resistance belonged to the Inconel 625 coating. By applying Inconel 625 coating, hardness values and wear resistance were respectively increased up to ~ 41% and 3.5 times higher, when compared to the same values of A283 steel substrate. Also, applying the 347 coating caused an improvement of hardness and wear resistance to ~ 18% and 1.7 times higher, respectively.