ایجاد پوشش های کامپوزیتی ni-ti-c به روش جوشکاری بر سطح فولاد زنگ نزن آستنیتی و ارزیابی رفتار سایشی

در این پژوهش تشکیل پوشش های کامپوزیتی دارای زمینه ای از ترکیبات بین فلزی ni-ti همراه با تقویت کننده tic بر سطح فولاد زنگ نزن aisi 304 با استفاده از مخلوط پودری ni-ti-c و با به کارگیری فرایند فعال سازی مکانیکی و جوشکاری قوسی تنگستن گاز بررسی شده است. بدین منظور مخلوط های پودری ni-ti و ni-ti-c با نسبت استوکیومتری مناسب تهیه و آسیاب کاری شد. مخلوط حاصل پس از فشرده سازی روی سطح فولاد زنگ نزن aisi 304 قرار داده شده و با استفاده از فرایند gtaw ذوب شد. مطالعه ساختار میکروسکوپی روکش ایجاد شده توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و بررسی های فاز شناسی توسط پراش پرتو ایکس (xrd) انجام گرفت. سختی پوشش ها توسط ریزسختی سنج و با ایندنتور ویکرز و رفتار سایشی پوشش ها توسط آزمایش پین روی دیسک ارزیابی شد. یافته های آزمایش نشان داد که با انجام فرایند آسیاب کاری مخلوط پودری ni-ti و روکش کاری جوشی بعدی، پوشش از جنس ترکیبات بین فلزی ni-ti با ضخامت بیش از 5/1 میلی متر و سختی hv 600 حاصل می شود. درحالی که استفاده از مخلوط پودری ni-ti-c منجر به ایجاد پوششی با زمینه ی niti و ni3ti همراه با تقویت کننده tic می شود که سختی آن بسته به میزان تقویت کننده از hv 100 تا hv 300 بیش از نمونه بدون تقویت کننده است. تشکیل این فازها با توجه به سینتیک فرایند و نمودار فازی نیکل تیتانیم مورد تحلیل قرار گرفته و با ساختارهای میکروسکوپی و نتایج آنالیز ترکیب شیمیایی توسط طیف سنج نشر انرژی (eds) مقایسه شدند. ارزیابی نتایج نشان می دهد که تشکیل tic در این پوشش ها مقدم بر تشکیل فازهای بین فلزی ni-ti است. کاربید تیتانیم هم چنین تاثیر مهمی روی ترکیب و مکان تشکیل فازهای بین فلزی دارد که ناشی از مصرف شدن اتم های تیتانیم در نواحی اطراف ذرات کاربیدی است. بررسی های رفتار سایشی پوشش های تشکیل شده بیانگر بهبود چشمگیر رفتار سایشی آن ها در اثر افزودن تقویت کننده tic به زمینه بین فلزی است. مکانیزم عمده سایش در نمونه بدون تقویت کننده مکانیزم خراشان بوده و با افزایش ذرات تقویت کننده میزان سایش و عمق خراش های ایجاد شده کاهش می یابند به طوری که در نمونه حاوی 50% تقویت کننده این اثرات به حداقل می رسد.