بررسی ریز ساختار و رفتار مکانیکی روکش‌های al-cr/al2o3 تولید شده توسط فرایند gtaw

در این پژوهش، با استفاده از جوشکاری قوسی تنگستن‌-گاز، فرایند روکش‌کاری با افزودن محصولات واکنش حاصل از آسیاب کاری پودرهای cr-alو cr2o3-alروی سطح فولاد ck45انجام شد. پس از تولید روکش‌های سطحی alcr2 و al2o3-alcr2 ارزیابی‌های ریزساختاری و ریزسختی روکش‌ها توسط میکروسکوپ‌های نوری، الکترونی روبشی و دستگاه ریزسختی سنج انجام گرفت. به منظور بررسی مقاومت سایشی روکش‌ها از دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد محصول واکنش حاصل از 20 ساعت آسیاب‌کاری مخلوط پودری cr-al، محلول جامد cr(al) بود. بررسی آزمون تفرق اشعه ایکس از نمونه روکش‌کاری شده با پودر cr-al، حاکی از تشکیل ترکیب بین فلزی alcr2 در ساختار روکش ایجاد شده نیز بود. همچنین روکش‌کاری 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 شده‌ی al2o3-alcr2 به حدود 780 ویکرز رسید. مکانیزم غالب سایش در آزمون سایش کلیه نمونه‌ها، مکانیزم سایش خراشان برش‌ریز تشخیص داده شد. آزمون سایش برای نمونه جوشکاری شده با پودر alcr2 کاهش وزنی در حدود 0.2 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 0.15 بود و از این مسافت به بعد به عدد 0.35 رسید. این افزایش در ضریب اصطکاک با توجه به ثابت بودن دیگر پارامترها نسبت به نمونه alcr2، می‌تواند به درگیر شدن بیشتر ذرات al2o3 با نزدیک شدن به لایه‌های پایین‌تر روکش ربط داده شود.

Evaluation of microstructure and mechanical properties of AlCr/Al2O3 claddings produced by GTAW process

In this research, the cladding process was done using the mechanically alloyed AlCr and AlCr2O3 powder mixtures by GTAW process on the surface of CK45 steel. After creating the AlCr2 and AlCr2Al2O3 surface layers, the microstructural and microhardness of the claddings were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy and microhardness measurements. In order to evaluate the wear resistance of the claddings, pinondisk wear test was done. It was found that after 20 h of MA of AlCr powder mixture, Cr(Al) solid solution was formed. XRD analysis of created cladding by this powder mixture indicated the formation of AlCr2 phase. Also the cladding of AlCr2O3 powder mixture led to the formation of AlCr2 and Al2O3 phases. The microhardness of both claddings was higher than the base metal. Also the microhardness of AlCr2Al2O3 cladding reached to about 780 HV. The predominant wear mechanism in wear test of both claddings was microcutting abrasive wear. The wear weight loss of AlCr2 cladding was about 0.2 mg, while AlCr2Al2O3 cladding did not show any weight loss. The friction coefficient of AlCr2Al2O3 cladding after 200 m of sliding distance was about 0.15 which reached to about 0.35 at longer sliding distances. This increase in friction coefficient of this cladding as compared with AlCr2 cladding was related to the presence of Al2O3 hard particles in this cladding.