ذوب سطحی و بررسی اثر اندازه ذرات و غلظت کاربید تیتانیم بر مورفولوژی کاربیدهای MC در آلیاژسازی فولاد AISI H13 با لیزر پالسی

در این پژوهش، ریزساختار حاصل از ذوب سطحی فولاد AISI H13 با لیزر پالسی Nd:YAG مطالعه شد. سپس با آلیاژسازی سطح با پودر TiC، اثر اندازه ذرات و غلظت پودر بر ریزساختار کامپوزیت سطحی بررسی شد. برای این هدف پودر TiC با اندازه ذرات 1 و 45 میکرومتر به صورت لایه هایی با ضخامت های مختلف بر روی سطح فولاد H13 پیش نشانده و سپس فرآیند آلیاژسازی با لیزر انجام شد. نتایج نشان داد که در اثر عملیات ذوب سطحی، یک ساختار متناوب سلولی/دندریتی از عمق به سطح حوضچه مذاب توسعه یافت و شبکه ای غنی تر از عناصر آلیاژی در مناطق مرزی سلول/دندریت ها تشکیل شد. سرعت سرد شدن در شرایط آزمایش از مرتبه یک میلیون کلوین بر ثانیه تخمین زده شد. با آلیاژسازی سطحی، ذرات پودر اولیه TiC به صورت کامل (پودر 1 میکرومتر) یا جزئی (پودر 45 میکرومتر) در حوضچه مذاب حل شدند و در هنگام سرد شدن، کاربیدهای MC بر پایه کاربید تیتانیم از مذاب رسوب کردند. افزایش ضخامت لایه پیش نشانده موجب متنوع تر شدن مورفولوژی رسوب های کاربیدی شد. در غلظت های کمتر TiC در مذاب، اندازه کاربیدهای MC در نمونه آلیاژسازی شده با پودر 45 میکرومتر ظریف تر بود. با افزایش تعداد رسوب ها، ساختارهای سلولی/دندریتی فولاد زمینه به دانه های هم محور و شبکه پیوسته مرز سلول/دندریت ها نیز به شبکه ای ناپیوسته در مرزدانه ها تبدیل شد.