نقش ذرات كاربيد تيتانيم بر ريز ساختار، سختي و مقاومت سايشي روكش Stellite6 ايجاد شده بر فولاد زنگ نزن 316 به روش جوشكاريTIG

Effect of TiC particles on the microstructure, hardness and wear resistance of Stellite 6 clad layer fabricated on stainless steel 316 by TIG process

در اين تحقيق روكش استلايت 6 حاوي درصد هاي وزني مختلف ذرات تقويت كننده TiC (0، 10، 20 و 30) بر سطح فولاد زنگ نزن 316 به روش جوشكاري قوسي تنگستن-گاز(TIG) اعمال گرديد. ريز ساختار روكش توسط ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و فاز شناسي توسط پراش پرتو ايكس(XRD) مورد بررسي قرار گرفت. به كمك آزمون ريز سختي سنجي ويكرز پروفيل سختي نمونه ها تهيه شد و آزمون سايش پين روي ديسك به منظور بررسي خواص سايشي نمونه هاي روكش كاري شده انجام گرفت و جهت بررسي مكانيزم هاي سايش، سطوح سايش توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. ريزساختار روكش حاصل شامل زمينه محلول جامد دندريتي كبالت و ساختار لايه اي بين دندريتي از محلول جامد كبالت، TiCو همچنين مقادير جزيي Co3Ti، CrFe7C0.45 و CoCx است، بيشترين مقاومت سايشي در حضور 20 درصد وزني TiC در روكش كامپوزيتي استلايت 6 بدست آمد. مقادير كمتر و بيشتر ذرات تقويت كننده منجر به درشت شدن دندريت هاي محلول جامد كبالت و سختي كمتر گرديد. مكانيزم هاي سايشي غالب روكش هاي اعمالي از نوع چسبان و خراشان تشخيص داده شد.

Stellite 6 clad layer containing different contents of TiC particles (0, 10, 20 and 30) was cladded on stainless steel 316 by Gas-Tungsten arc welding (TIG) with DCEN current. Microstructure of clad layers was studied using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffractometery (XRD) was applied to study the phase evolution and structure of clad layers. Hardness profiles were obtained by microhardness testing. Wear testing was performed by pin on disk method to evaluate the wear resistance of cladded samples, and wear mechanism was investigated by scanning electron microscopy (SEM). According to the results microstructure of clad layers included dendritic cobalt solid solution together with a layer structure containing cobalt solid solution, TiC and small quantities of Co3Ti, CrFe7C0.45, CoCx. Stellite- 20wt.% TiC clad layer showed the maximum wear resistance and hardness among different compositions. Higher and lower amounts of reinforcing particles resulted in the coarsening of cobalt solid solution dendrites and lower hardness values. The dominant wear mechanisms on the surface of clad layers were determined to be abrasive and adhesive mechanisms.