ارزيابي تنش پسماند در پوشش هاي پاشش حرارتي WC-Co با استفاده از سوراخكاري با تخليه الكتريكي

Evaluation of through thickness residual stress in WC-Co coatings using electro discharge hole drilling method

تنش پسماند كه در اثر انرژي جنبشي ذره در حين برخورد و همچنين اختلاف خصوصيات ترموفيزيكي پوشش و زيرلايه ايجاد مي شود، خواص مكانيكي پوشش نظير استحكام چسبندگي و رفتار خستگي را بشدت تحت تاثير قرار مي دهد. اندازه گيري تنش پسماند در امتداد ضخامت پوشش هاي سخت نظير كاربيد تنگستن- كبالت به علت ويژگي هاي منحصر به فرد آن همواره با محدوديت هايي روبرو بوده است. در اين تحقيق، روش جديد و كارآمدي در اندازه گيري تنش پسماند پوشش كاربيد تنگستن- كبالت حاصل از پاشش حرارتي با سرعت بالا و سوخت اكسيژن بر روي زيرلايه فولادي مورد بررسي قرار گرفته است. از روش ايجاد سوراخ با تخليه الكتريكي بدين منظور استفاده شده و نتايج آن با نتيجه آزمون انحنا مقايسه گرديد. آزمايشات ميكروسختي سنجي، ميكروسكوپي الكتروني روبشي جهت بررسي مورفولوژي پودر و پوشش و تعيين سختي پوشش و همچنين بررسي الگوي پراش پرتو X پودر و پوشش مورد استفاده قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه تنش در امتداد ضخامت پوشش يكنواخت نبوده و در نزديكي فصل مشترك تنش فشاري بيشترين مقدار را دارد. تنش موثر فون ميزز ميانگين معادل MPa126- با استفاده از روش ايجاد سوراخ بدست آمد كه نزديك به نتايج روش انحنا (MPa 164-) در اين مطالعه است. در هر دو روش تنش بصورت فشاري به دست آمد.

Thermally sprayed coatings are inherently associated with residual stresses in the coatings. These stresses vary in nature and magnitude, and have a pronounced effect on the mechanical behavior of the system. This study develops the EDM drilling process to measure the residual stress in WC-Co thermally sprayed coatings, the stress state of which is difficult to obtain by a widely used method called high-speed hole-drilling method (ASTM Standard E837). The experimental results reveal that the stress curves are not uniform throughout the coating thickness. It has been found that the mean residual von Mises stress is of approximately 126MPa. Obtained results were confirmed by the value of the residual stress measured by postmortem curvature method in this study (-164MPa). This technique confirms the feasibility of residual stress measurement on HVOF thermally sprayed WC-Co coatings using ED-hole drilling method. Morphological and crystallographical studies were conducted using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction, respectively, to evaluate the powder and coating characteristics.