تاثیر افزودن سیلیسیوم بر ریزساختار و خواص تریبولوژیکی روکش های Fe-Al تولید شده توسط فرایند GTAW

در این پژوهش به ارزیابی ریزساختار و رفتار تریبولوژیکی فولاد کربنی CK45 پوشش داده شده با آلیاژهای Fe-Al و     Fe-Al-Si با استفاده از فرآیند GTAW پرداخته شد. جهت بررسی ریزساختارهای تشکیل شده از میکروسکوپ نوری و همچنین جهت تعیین فازهای موجود روی سطح روکش ها از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. جهت ارزیابی رفتار سایشی روکش های ایجاد شده از آزمون سایش پین روی دیسک در دو دمای محیط و 500 درجه سانتیگراد استفاده شد و در ادامه سطوح سایش جهت تعیین مکانیزم غالب سایش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ریزساختار فلز جوش نمونه ی Fe-Al-Si به صورت دندریتی و در برخی نقاط به صورت شبکه ای رشد کرده است، در صورتی که در نمونه ی Fe-Al به صورت تیغه ای رشد کرده است. در فلز جوش نمونه سه تایی Fe-Al-Si به واسطه حضور Si به عنوان یک عنصر آلیاژی، وسعت منطقه انجماد سلولی و صفحه ای کم تر بود و جای خود را به منطقه انجماد دندریتی هم محور داده بود. الگوی پراش پرتو ایکس روکش ها نشان داد که در روکش دوتایی فاز غالب Fe3Al و در روکش سه تایی فاز غالب (Fe,Si)3Al می باشد. همچنین نمونه ی Fe-Al-Si نسبت به نمونه ی Fe-Al دارای سختی و مقاومت به سایش بهتری بود و با افزودن سیلیسیوم به سطح رفتار سایشی روکش به دلیل اصلاح ریزساختار و تشکیل ترکیب بین فلزی کمپلکس (Fe,Si)3Al بهبود یافت. تصاویر سطح سایش نشان داد، مکانیزم غالب سایش در پین های هر دو روکش در دمای محیط سایش چسبان می باشد. در دمای °C500 سطح سایش پین سیستم دوتایی Fe-Al بیانگر سایش خراشان خیش ریز و سیستم سه تایی Fe-Al-Si بیانگر هر دو مکانیزم چسبان و خراشان بود.