بررسی ریز ساختار و رفتار مکانیکی روکش های Al-Cr/Al2O3 تولید شده توسط فرایند GTAW

در این پژوهش، با استفاده از جوشکاری قوسی تنگستن -گاز، فرایند روکش کاری با افزودن محصولات واکنش حاصل از آسیاب کاری پودرهای Cr- Alو Cr2O3- Alروی سطح فولاد CK45انجام شد. پس از تولید روکش های سطحی AlCr2 و Al2O3-AlCr2 ارزیابی های ریزساختاری و ریزسختی روکش ها توسط میکروسکوپ های نوری، الکترونی روبشی و دستگاه ریزسختی سنج انجام گرفت. به منظور بررسی مقاومت سایشی روکش ها از دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد محصول واکنش حاصل از 20 ساعت آسیاب کاری مخلوط پودری Cr-Al، محلول جامد Cr(Al) بود. بررسی آزمون تفرق اشعه ایکس از نمونه روکش کاری شده با پودر Cr-Al، حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی AlCr2 در ساختار روکش ایجاد شده نیز بود. همچنین روکش کاری مخلوط پودری Cr2O3- Alمنجر به ایجاد فازهای AlCr2 و Al2O3 گردید. ریزسختی هر دو روکش ایجاد شده نسبت به فلز پایه افزایش نشان داد. ریزسختی در نمونه روکش کاری شده ی Al2O3-AlCr2 به حدود 780 ویکرز رسید. مکانیزم غالب سایش در آزمون سایش کلیه نمونه ها، مکانیزم سایش خراشان برش ریز تشخیص داده شد. آزمون سایش برای نمونه جوشکاری شده با پودر AlCr2 کاهش وزنی در حدود 2/0 میلی گرم را نشان داد، درحالیکه در روکش Al2O3-AlCr2 کاهش وزنی مشاهده نشد. ضریب اصطکاک نمونه روکش Al2O3-AlCr2 تا حدود مسافت 200 متر، تقریبا 15/0 بود و از این مسافت به بعد به عدد 35/0 رسید. این افزایش در ضریب اصطکاک با توجه به ثابت بودن دیگر پارامترها نسبت به نمونه AlCr2، می تواند به درگیر شدن بیشتر ذرات Al2O3 با نزدیک شدن به لایه های پایین تر روکش ربط داده شود.