تاثیر افزودن سیلیسیوم بر ریزساختار و خواص تریبولوژیکی روکش‌های 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 fealsi 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 fe-3al و در روکش سه تایی فاز غالب (fe,si-3al) می باشد. همچنین نمونه ی fealsi نسبت به نمونه ی feal 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 feal بیانگر سایش خراشان خیش ریز و سیستم سه تایی fealsi بیانگر هر دو مکانیزم چسبان و خراشان بود.

The effect of Si addition on microstructure and tribological properties of FeAl claddings produced by GTAW process

In this research, microstructure and tribological properties of CK45 steel coated with FeAl and FeAlSi alloys using GTAW process were studied. In order to evaluate the microstructure and formed phases in the claddings, optical microscopy and Xray diffractometery analysis were used. Also, tribological properties of the claddings were evaluated by pinondisk wear test at two different temperatures of 25 and 500 oC. Finally, the wear surfaces after the wear test were characterized by scanning electron microscopy to detect the main wear mechanism. It was found that the microstructure of FeAlSi cladding was dendritic and lathy in some areas, while in FeAl cladding blade shape microstructure was seen. In FeAlSi cladding owing to the presence of Si element, the width of cellular and planar solidification area was lower and dendritic solidification was seen. XRD analysis revealed that the main phase in FeAl binary and FeAlSi ternary claddings were Fe3Al and (Fe,Si)3Al intermetallic compounds, respectively. FeAlSi cladding indicated higher microhardness and wear resistance as compared with FeAl cladding. With addition of Si into the surface owing to microstructure refining and formation of (Fe,Si)3Al complex intermetallic compound the wear behavior of the surface improved. The predominant wear mechanism of both claddings was adhesion at room temperature, but at 500 oC, the predominant wear mechanism in FeAl cladding was microplowing abrasive while in FeAlSi cladding was adhesive and abrasive.