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 روکش­ها از آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. جهت ارزیابی رفتار سایشی روکش­های 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 نمونه­ی Fe-Al-Si به­صورت دندریتی و در برخی نقاط به صورت شبکه­ای رشد کرده است، در صورتی که در نمونه­ی Fe-Al به­صورت تیغه­ای رشد کرده است. در فلز جوش نمونه سه­تایی Fe-Al-Si به واسطه حضور Si به عنوان یک عنصر آلیاژی، وسعت منطقه انجماد سلولی و صفحه­ای کم­تر بود و جای خود را به منطقه انجماد دندریتی هم محور داده بود. الگوی پراش پرتو ایکس روکش­ها نشان داد که در روکش دوتایی فاز غالب Fe3Al و در روکش سه­تایی فاز غالب (Fe,Si)3Al می­باشد. همچنین نمونه­ی Fe-Al-Si نسبت به نمونه­ی 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 پین­های هر دو روکش در دمای محیط سایش چسبان می­باشد. در دمای °C500 سطح سایش پین سیستم دوتایی Fe-Al بیانگر سایش خراشان خیش ریز و سیستم سه­تایی Fe-Al-Si بیانگر هر دو مکانیزم چسبان و خراشان بود.