فهرست مطالب

علوم و مهندسی سطح ایران - پیاپی 25 (1394)
  • پیاپی 25 (1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/09/30
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مهدی باغی، رحمت الله عمادی، بهزاد نیرومند، مریم کرباسی و فضل الله صادقی صفحات 1-8
    الیاف کربن پایه پلی اکریلو نیتریل (PAN) به دلیل ویژگی های منحصر به فرد به عنوان یک تقویت کننده مهم در ساخت کامپوزیت های زمینه آلومینیمی مورد استفاده هستند. در این تحقیق به منظور کاهش محدودیت های الیاف کربن در ساخت کامپوزیت های زمینه آلومینیم، نظیر ترشوندگی ضعیف و واکنش های فصل مشترکی، برای اولین بار تاثیر اضافه نمودن پلی وینیل الکل (PVA)، به عنوان یک ماده فعال کننده سطحی ارزان قیمت، به حمام اسیدی الکترولس نیکل-فسفر، بر پوشش پذیری الیاف کربن پایه PAN مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان داد که با اضافه نمودن فعال کنندهPVAبه حمام الکترولس، رسوب ذرات ریز نیکل- فسفر روی الیاف کربن افزایش یافته و یکنواخت تر شد. یکنواختی لایه پوشش داده شده، بطور قابل توجهی با افزودن غلظت 5/0 گرم بر لیتر PVA به حمام بهبود یافت. طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) نشان می دهد که مقدار فسفر در رسوب نیکل-فسفر هنگامی که غلظت PVA در حمام 5/0 گرم بر لیتر باشد، حدود 5 درصد وزنی است.
    کلیدواژگان: الیاف کربن، پوشش الکترولس نیکل، فسفر، فعال کننده سطح، پلی وینیل الکل (PVA)
  • سید رحمان حسینی، سید محمد مسلمی، سعیدرضا بخشی صفحات 9-22
    هدف از این تحقیق، ارزیابی خواص تریبولوژیکی پوشش مرکب Ni(5Al)-Al2O3-MoS2 به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS) روی زیرلایه فولاد CK45 است. به همین منظور، سه ماده پودری با ترکیب 60Ni(5Al)-40Al2O3، 60Ni(5Al)-35Al2O3-5MoS2 و 60Ni(5Al)-25Al2O3-15MoS2 (درصد وزنی) به روش آسیاب کاری مکانیکی و سپس خشک کردن پاششی آماده سازی شدند. عملیات پاشش با استفاده از دستگاه پاشش پلاسمایی مجهز به تفنگ مدل PS50 انجام شد. مشخصه یابی پوشش به وسیله پراش سنج پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنج با توزیع انرژی (EDS)، آزمون های سایش و ضریب اصطکاک صورت گرفت. به منظور بررسی خواص تریبولوژیکی پوشش، آزمون سایش با استفاده از دستگاه سایش دمای بالا به روش پین روی صفحه انجام شد. آزمون در سه دمای 25، 300 و 600 درجه سانتی گراد با نیروی اعمالی 5 نیوتن و سرعت دوران 1/0 متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج آزمون سایش در دمای 25 درجه سانتی گراد نشان داد پوشش 60%Ni(5Al)-40%Al2O3 به دلیل حضور فاز ترد NiAl2O4 و عدم وجود روان کار MoS2 دچار سایش ورقه ای شده و ضریب اصطکاک را از 95/0 به حدود 80/0 کاهش داده است. در پوشش شامل 15 درصد وزنی MoS2، به علت حضور محلول جامد Ni و عدم تشکیل فاز ترد NiAl2O4، کاهش جرم محسوسی حین آزمون سایش در دمای 25 درجه سانتی گراد ملاحظه نشد. در دمای 600 درجه سانتی گراد، پوشش شامل 15 درصد وزنی MoS2 به دلیل حضور هم زمان فازهای NiO و MoO3 بهترین رفتار روان کاری را از خود نشان داد و ضریب اصطکاک از 95/0 به 25/0 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: پوشش مرکب، MoS2، Ni(5Al)، پاشش پلاسمایی، سایش دمای بالا
  • حسن سرلک، مسعود عطاپور، مجتبی اسماعیل زاده صفحات 23-33
    در این پژوهش، اثر جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی بر مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن دوفازی کم آلیاژ بررسی شده است. برای این منظور، آلیاژ مذکور در سرعت چرخشی rpm 800 و سرعت پیشروی mm/min 150 جوشکاری شد. ریزساختار نمونه های فلز پایه و جوش با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد مطالعه قرار گرفت. رفتار خوردگی این نمونه ها با استفاده از آزمون های اندازه گیری پتانسیل مدار باز (OCP)، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و آمپرمتر با مقاومت داخلی صفر (ZRA) در محلول 1/0 مولار اسید سولفوریک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی موجب کاهش اندازه دانه فازهای فریت و آستنیت و بهبود مقاومت به خوردگی ناحیه اغتشاش شده است. افزایش مقاومت به خوردگی به تبلور مجدد و بازیابی دانه های فریت و آستنیت در حین فرآیند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی مرتبط دانسته شد که موجب بهبود پایداری لایه رویین شده است.
    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی، اغتشاشی، فولاد زنگ نزن دوفازی کم آلیاژ، مقاومت به خوردگی، ریزساختار
  • ایمان سلیمی نژاد، محسن صفوی، مهدی صالحی صفحات 35-47
    قالب های بزرگ صنعتی به دلیل ابعادشان مورد پوشش دهی به روش های معمول PVD و CVD قرار نمی گیرند و از روش سنتی آبکاری کروم سخت به منظور افزایش مقاومت به سایش و طول عمر این قالب ها استفاده می شود. امروزه این روش به دلیل آلودگی های محیطی و محدودیت های استفاده از ترکیبات سرطان زای Cr(VI) در حال جایگزینی با روش های کم خطرتر و پربازده تر است. هدف از این پژوهش جایگزینی این روش با روش پاشش حرارتی جهت افزایش طول عمر قالب ها است. در راستای این جایگزینی، ماده ی مناسب سرمت کاربید کروم- نیکل کروم (75Cr3C2-25NiCr) و فرآیند مناسب، پاشش حرارتی به روش HVOF انتخاب شد. همچنین با استفاده از روش تحلیل S/N و انتخاب چهار پارامتر نرخ جریان کروسین (KFR)، نرخ تغذیه (FR)، فاصله پاشش (SD) و زیری سطح زیرلایه (SSR)، فرآیند پاشش حرارتی مورد بهینه سازی قرار گرفت. برای مقایسه مقاومت به سایش این پوشش ها از دستگاه سایش پین و دیسک استفاده شد. نتایج نشان دهنده کاهش قابل ملاحظه نرخ سایش در نمونه های پاشش حرارتی شده، بود. همچنین نتایج حاکی از بهبود قابل قبول نرخ سایش با استفاده از بهینه سازی پارامترها بود. در نهایت انتظار می رود عمر قالب ها به میزان زیادی افزایش پیدا کند.
    کلیدواژگان: قالب، کروم سخت، پاشش حرارتی HVOF، بهینه سازی، سایش
  • فرید نعیمی، محمدرضا رحیمی پور، مهدی صالحی صفحات 49-58
    در این پژوهش تاثیر فرآیندهای آماده سازی سطحی پوشش های CoNiCrAlY بر رفتار اکسیداسیون این پوشش ها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در ابتدا پوشش CoNiCrAlYبه روش پاشش حرارتی HVOF بر روی زیرلایه اینکونل 738 پوشش دهی شدند. به منظور بررسی تاثیر فرآیند آماده سازی سطحی و حذف لایه اکسیدی تشکیل شده بر سطح پوشش در حین فرآیند پاشش حرارتی، بر رفتار اکسیداسیون این پوشش ها، سطح یکی از نمونه ها با سنباده 40 پولیش شد. سپس نمونه ها در دمای 1050 درجه سانتیگراد به مدت 100 ساعت تحت آزمون اکسیداسیون قرار گرفتند. برای ارزیابی ریزساختاری، فازی و شرایط سطحی از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمایش پراش پرتو ایکس و زبری سنج استفاده شد. نتایج نشان داد پولیش کاری سطحی پوشش و حذف لایه اکسیدی تشکیل شده بر سطح پوشش در حین پاشش حرارتی، منجر به بهبود رفتار اکسیداسیون پوشش CoNiCrAlY شده است. لایه اکسیدی تشکیل شده بر سطح این پوشش لایه متراکمی از α-Al2O3 که از اکسیداسیون بیشتر پوشش جلوگیری کرده است و ثابت اکسیداسیون در این پوشش را به (10-10 gr2 cm-4 h-1)13-10×1/0 رسانده است که نسبت به پوشش بدون آماده سازی سطحی در حدود 16 برابر کمتر است. بررسی مورفولوژی سطحی لایه اکسیدی تشکیل شده بر سطح پوشش ها نشان داد که لایه اکسیدی تشکیل شده بر سطح نمونه پولیش شده، فازهای سوزنی شکل α-Al2O3 هستند و فازهای تشکیل شده بر سطح نمونه پولیش نشده فازهای گلوله ای شکل اسپینل، NiO و CoO می باشند.
    کلیدواژگان: پوشش سد حرارتی، اکسیداسیون، HVOF
  • محمد رجبی، سید بابک موسوی صفحات 59-66
    در این تحقیق، ریزساختار و مقاومت فرسایشی پوشش استلایت 6 ایجاد شده به روش جوشکاری قوس با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (TIG) بر روی زیر لایه از جنس فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 316 و فولاد زنگ نزن مارتنزیتی AISI 410 بررسی شد. از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیزورEDS، برای مطالعه ریزساختار و مکانیزم های فرسایشی استفاده شد. همچنین برای شناسایی فازهای تشکیل شده در پوشش از تفرق اشعه ایکس استفاده گردید. نتایج نشان داد که ریزساختار پوشش شامل کاربیدهای احاطه شده در محلول جامد غنی از کبالت است. مقاومت فرسایشی بالاتری در نمونه های حاوی پوشش نسبت به فلزات پایه فولادی دیده شد. همچنین، تاثیر قابل توجه خوردگی در رفتار فرسایشی پوشش شناخته شد. در این حالت، مقاومت فرسایشی بالاتر پوشش برای زیرلایه AISI 316 بدلیل پاسخ بهتر آن نسبت به آسیب خورنده بدست آمد. رفتار فرسایشی ترد برای پوشش استلایت بر روی هر دو زیر لایه مشاهده شد.
    کلیدواژگان: استلایت 6، فولاد زنگ نزن، فرسایش دوغابی وجوشکاری
  • محمد برمر، بهنام لطفی، زهره صادقیان صفحات 67-84
    در این تحقیق هدف ایجاد و بررسی مشخصه های ریزساختاری روکش های کامپوزیتی استلایت 6-کاربید بور به روش جوشکاری بر زیرلایه فولادی بوده است. به این منظور ابتدا خمیر پیش نشستی از مخلوط پودری استلایت 6-کاربید بور با نسبت های وزنی مختلف بر سطح زیرلایه فولادی ایجاد و سپس توسط فرآیند جوشکاری GTAW ذوب سطحی گردید. پس از روکش کاری بررسی های ریزساختاری نمونه ها در دو حالت اچ شده و اچ نشده با استفاده از میکروسکوپ نوری (OM) و الکترونی روبشی (SEM) مجهز به میکرو آنالیز شیمیایی (EDS) و مطالعات فاز شناسی با استفاده از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) صورت گرفت. همچنین به منظور بررسی روند تغییرات سختی از فصل مشترک روکش و زیرلایه به سمت سطح روکش ها از دستگاه ریزسختی سنج ویکرز استفاده شد. یافته های آزمایشی نشان داد که ریزساختار روکش های کامپوزیتی دارای زمینه ای از یک ساختار هیپویوتکتیکی است. بررسی های پراش پرتو ایکس مشخص کرد که ساختار روکش های به دست آمده شامل فاز زمینه غنی از کبالت و کاربیدهای یوتکتیکی غنی از کروم Cr7C3 و Cr23C6، مربوط به آلیاژ استلایت6 و همچنین کاربید بور که به عنوان ذرات تقویت کننده به روکش ها اضافه شده بود، هستند. مطالعات نشان داد که کاربید بور درطول فرآیند روکش کاری، ذوب و دوباره تشکیل می شوند. ذرات کاربید بور دوباره منجمد شده ضمن ممانعت از رشد دندریت های زمینه باعث اصلاح ریزساختار و کاهش اندازه دندریت های فاز زمینه روکش ها گردید. مشاهدات نشان داد که سختی روکش کامپوزیتی با افزایش درصد وزنی کاربید بور تا 30 درصد وزنی، افزایش یافته و در مقادیر بیشتر کاربید بور (40 و 50 درصد وزنی) کاهش مییابد.
    کلیدواژگان: استلایت 6، کاربید بور، روکش کامپوزیتی، جوشکاری قوسی تنگستن، گاز، ریزساختار
  • محسن حاجیان فروشان، مرتضی شمعانیان صفحات 85-95
    در پژوهش حاضر روکشی از جنس آلیاژ پایه نیکل پر کروم (36درصد وزنی) بوسیله جوشکاری قوسی تنگستن گاز(GTAW) بر سطح چدن داکتیل زمینه فریتی اعمال شد. ریزساختار روکش ایجاد شده و فصل مشترک توسط میکروسکوپ نوری و آزمون پراش پرتو ایکس(XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. برای مقایسه رفتار سایشی روکش و فلز پایه از آزمون سایش رفت و برگشتی استفاده شد و در نهایت به منظور تعیین مکانیزم های غالب سایش، مسیر سایش و ذرات آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مشاهده قرار گرفت. مطالعات و ارزیابی های انجام گرفته نشان داد ریز ساختار روکش ایجاد شده حاوی کاربید هایی نظیر Cr23C6 و Cr7C3 درون دندریت های محلول جامد غنی از نیکل است. علاوه بر این ساختار لدبوریت در مناطقی از فلز پایه که به صورت جزئی ذوب شده است نیز قابل مشاهده است. نتایج نشان داد، مقاومت سایشی روکش ایجاد شده به صورت قابل ملاحظه ای بیشتر از فلز پایه است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد، مکانیزم سایش ورقه ای، مکانیزم غالب سایش در زیرلایه و روکش بوده است.
    کلیدواژگان: روکش کاری جوشی، چدن داکتیل فریتی، سایش، آلیاژ پایه نیکل پر کروم
  • محمد متقی، مهدی احمدیان صفحات 97-106
    در این پژوهش رفتار سایشی کامپوزیت های تجاری WC-10wt%Co (H10F)، WC-40vol%Co و کامپوزیت های WC-40vol%FeAl-B با مقادیر مختلف بور از صفر تا ppm1000 به روش پین روی دیسک بررسی شد. آزمون های سایش در دمای محیط، تحت بار 40 نیوتن و طی مسافت 100 متر انجام شدند. سطوح سایش به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بین نمونه ها، کامپوزیت WC-40vol%FeAl بدون بور کمترین مقاومت به سایش را دارد که به دلیل تردی بالاتر و عدم پیوستگی مناسب بین زمینه آلومیناید آهن و ذرات کاربید تنگستن است. این رفتار منجر به جدا شدن ذرات تقویت کننده از زمینه می شود. با حضور بور تا ppm 500 در زمینه آلومیناید آهن، رفتار سایشی این کامپوزیت ها بهبود یافت و مکانیزم سایش در این کامپوزیت ها به حالت خراشان تغییر پیدا کرد. در دمای محیط مقاومت به سایش کامپوزیتWC-40vol%FeAl-500ppmB با وجود این که درصد WC کمتری نسبت به WC-10wt%Co تجاری دارد، نزدیک به آن بود.
    کلیدواژگان: سایش خراشان، پین روی دیسک، کامپوزیت، WC، FeAl، B، WC، Co
|
  • M. Baghi, R. Emadi, B. Niroumand, M. Karbasi, F. Sadeghi Pages 1-8
    Ex-PAN carbon fibers are considered as vital reinforcements in production of aluminum based cast composites due to their unique characteristics. In the present study, the effect of polyvinyl alcohol (PVA) addition, as a low cost alternative surfactant, to an acidic Ni-P electroless bath on the coatability of ex-PAN carbon fibers was investigated. Scanning electron microscopy (SEM) results showed that with PVA addition, deposition rate of fine Ni-P particles on the carbon fibers and its uniformity improved. The surface finish of the coated layer significantly improved when the PVA concentration reached 0.5g/lit. The energy dispersive X-ray analysis (EDX) confirmed that the phosphorous content of the Ni-P deposit was about 5% at PVA addition of 0.5g/lit.
    Keywords: Carbon fibers, Electroless Ni, P coating, Surfactant, polyvinyl alcohol (PVA)
  • S. R. Hosseini, S.M. Moslemi, S.R. Bakhshi Pages 9-22
    The aim of this research is evaluation of tribological properties of Ni(5Al)-Al2O3-MoS2 composite coating deposited by atmospheric plasma spray process on the CK45 steel substrate. For this purpose, three powder materials composed of 60wt%Ni(5Al)-40wt%Al2O3, 60wt%Ni(5Al)-35wt%Al2O3-5wt%MoS2 and 60wt%Ni(5Al)-25wt%Al2O3-15wt%MoS2 were prepared by mechanical milling and then spray drying processes. Plasma spray treatment was done by a plasma spray apparatus equipped with a gun of PS50 model. The coatings were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), wear and coefficient of friction tests. In order to study the tribological properties of the coating, wear tests were performed by using a high temperature pin on disk machine. The tests were performed at temperatures of 25, 300 and 6000C, under 5N load and pin rotation speed of 0.1m/s. The wear test results at 25oC showed the presence of brittle phase of NiAl2O4 and lack of MoS2 lubricate in the 60wt%Ni(5Al)40wt%Al2O3 coating led to delamination wear. In this case, coefficient of friction decreased from 0.98 to 0.80. Significant weight loss was not observed during the wear test at 25oC in the coating contains 15wt% lubricant, due to the presence of Ni solid solution and absence of brittle phase of NiAl2O4. Due to the simultaneous presence of NiO and MoO3, 15wt%MoS2 coating showed the best lubricant performance at 600oC, thus, coefficient of friction was reduced from about 0.95 to 0.25.
    Keywords: Composite coating, MoS2, Ni(5Al) Plasma spray, High temperature wear
  • H. Sarlak, M. Atapour, M. Esmailzadeh Pages 23-33
    In the present study, the effect of friction stir welding (FSW) on the corrosion behavior of lean duplex stainless steel was investigated. The alloy was welded using a rotation speed of 800 rpm and welding speed of 150 mm/min. The microstructures of the base and weld metals were evaluated using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Corrosion behavior of the specimens was investigated using open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and zero-resistance ammeter (ZRA) tests in 0.1 M sulfuric acid. Results revealed that FSW decreased the grain size of the α and γ phases and improved the corrosion resistance of the stir zone (SZ). This was attributed to the grain refinement and recrystallization during the FSW that resulted in improving the stability of the passive film.
    Keywords: Friction stir welding, Lean duplex stainless steel, Corrosion resistance, Microstructure
  • I. Saliminezhad, M. Safavi, M. Salehi Pages 35-47
    Usual techniques such as PVD and CVD are not used for coating heavy industrial dies due to their size, and to increase their wear resistance and lifetime, conventional Hard chromium plating is used. The substitution of this technique with safer and more efficient ways has been recently studied and performed due to environmental pollution and restrictions for using Cr(VI) compounds, which are known to be carcinogenic. The aim of this research is to increase the life time of Dies by replacing Hard chromium with Thermal Spraying process. In order to this replacement, HVOF Thermal Spraying and 75Cr3C2-25NiCr cermet were selected as coating process and material respectively. Also, the Thermal Spray process was optimized by using The S/N ratio analysis approach and selecting four Kerosene Flow Rate (KFR), Feed Rate (FR), Spray Distance (SD) and Substrate Surface Roughness (SSR) parameters. Pin and Disc wear tester was used to compare wear rate of these coatings. The results showed significant decrease of wear rate on the thermally sprayed samples. The results Also showed a desirable improvement of wear rate by optimizing parameters. Eventually, it is expected that the life time of dies should increase a lot.
    Keywords: die, hard chromium, HVOF Thermal Spraying, optimization, wear
  • F. Naeimi, M. R. Rahimipour, M. Salehi Pages 49-58
    In this study, the effect of surface processing of CoNiCrAlY coatings on oxidation behavior of this coating has investigated. The HVOF method used for deposition of CoNiCrAlY coating on the Inconel 617 substrate. The surface of coatings polished with grand paper No. 40, For investigation effect of surface processing and removing of oxide layer that formed during thermal spray on oxidation behavior of CoNiCrAlY coating. Then the samples oxidized in 1050 °C for 100 hrs. The Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction and surface profilometer used for microstructure and topographical investigation. Results show that surface polishing of coatings caused to developing of oxidation behavior of CoNiCrAlY coatings. The formed oxide layer on the surface of this coating after 100 hrs oxidation is α-Al2O3 that prevented of more oxidation of coating. The oxidation rate of coating with surface polishing calculated about 0.1×10-13 (10-10 gr2 cm-4 h-1)that is 16 times lower than coating without surface polishing. The oxide layer morphology formed on polished coating has globelar-like morphology that researchers believed that this morphology related to α-Al2O3 phase but in the non-polished coating, the surface morphology of oxide scale formed of polyhedral particles. This morphology related to spinel, CoO and NiO oxides.
    Keywords: Thermal Barrier Coating, Oxidation, HVOF
  • M. Rajabi, S. B. Mousavi Pages 59-66
    In the present work, microstructure and slurry erosion properties of the satellite 6 cladding produced by TIG on AISI 316 and AISI 410 stainless steels was investigated. Optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used to study the microstructure and erosion mechanisms. X-ray diffraction method was also employed to identify phases formed in the coating. The results showed that the microstructure of coating consisted of carbides embedded in a Co-rich solid solution. The higher erosion resistance was observed at coated samples compare to bare steels. Also, a marked corrosion influence was identified on erosion behavior of coating. In this case, the higher erosion resistance of coating was obtained for AISI 316 due to its better response to corrosive attack. A brritle mode of erosion behavior was observed for stellite coating.
    Keywords: Stellite 6, Stainless Steel, Slurry Erosion, Welding
  • M. Barmar, B. Lotfi, Z. Sadeghian Pages 67-84
    Microstructural characteristics of stellite6-B4C composite clad layer fabricated by GTAW were investigated on steel substrate. Mixtures of stellite6 with different B4C weight percentages were pasted on substrates. X-ray diffractometery (XRD) was used for structural evaluation of clad layers. Microstructural investigations of clad layers were conducted by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectrometery (EDS). Hardness profiles of clad layers were obtained by microhardness testing method. According to the results the microstructure of composite clad layers contained a hypoeutectic structure. X-ray diffraction analysis showed the existence of cobalt-rich matrix together with eutectic carbides such as Cr7C3 and Cr23C6. It was suggested from the investigations that during the cladding process, boron carbides which were added to clad layer, melted completely and solidified again. B4C was found to have a preventing effect against the growth of dendrites tending to refinement of microstructure. The hardness increased with increasing B4C content up to 30 wt.%, but increasing B4C amount (40 and 50 wt.%) resulted in degradation of the hardness of composite clad layers.
    Keywords: Stellite6, B4C, Composite, GTAW Cladding, Microstructure
  • M. Hajian Foroushani, M. Shamanian Pages 85-95
    In this study, ferritic ductile iron was coated by high chromium (36%wt.) nickel base alloy using gas tungsten arc welding (GTAW). The microstructure of the clad layer and the interface were studied using optical microscope (OM) and X-ray diffraction (XRD). The wear behavior of clad layer and base metal was compared through reciprocating wear test, and the wear track and wear debris were observed by scanning electron microscope (SEM). Results revealed that the microstructure of the clad layer consisted of carbide phases such as Cr23C6 and Cr7C3 embedded in Ni-rich solid solution dendrites. Moreover, ledeburite structure was observed in the partially melted zone. Results showed that wear resistance of the clad layer was considerably higher than that of the base metal. SEM images proved that predominant wear mechanism is delamination in the substrate and the clad layer.
    Keywords: Cladding, Ferritic Ductile Iron, Wear, High chromium nickel base alloy
  • M. Motaghi, M. Ahmadian Pages 97-106
    In this research, the wear behavior of commercial grade of WC-10wt%Co (H10F), WC-40vol%Co and WC-40vol%FeAl-B composites with different amount of boron from zero to 1000ppm was investigated by the pin on disk test method. The wear tests were done in ambient temperature, under load of 40 N and a distance of 100 m. Wear surfaces were examined by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that among samples, the WC-40vol%FeAl composite without boron has the lowest wear resistance due to higher brittleness and lack of suitable continuity between iron-aluminide matrix and tungsten-carbide particles. This behavior leads to the separation of the reinforcer particles from matrix. In the presence of boron up to 500 ppm in iron-aluminide matrix, the wear behavior of these composites improved and the wear mechanism of these composites changed in to abrasive state. In ambient temperature the wear resistance of WC-40vol%FeAl-500ppmB composite was close to commercial WC-10wt%Co although has lower WC percent.
    Keywords: Abrasive wear, Pin on disk, Composite, WC, FeAl, B, WC, Co