بررسی اثر ذوب سطحی چدن خاکستری بر رفتار سایشی

در پژوهش حاضر، اثر عملیات ذوب سطحی توسط فرآیند tig و نیز تاثیر متغیرهای جوشکاری بر ریزساختار و خواص سایشی چدن خاکستری پرلیتی مورد بررسی قرار گرفته است. چدن خاکستری به دلایل اقتصادی و نیز به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن در صنایع مختلف به ویژه ماشین سازی، مورد توجه است. به دلیل کاربردهای سایشی قطعات چدنی در این صنایع، سطح قطعات با روش های مختلف از جمله ذوب سطحی با tig، اصلاح می گردد. بر اساس نتایج به دست آمده از مطالعات میکروسکوپی، در سطح مقطع نمونه های ذوب سطحی شده پنج ناحیه مشاهده شد که شامل منطقه ذوب شده با ساختار دندریت های اولیه آستنیتی و ساختار بین دندریتی لدبوریت، منطقه انتقالی حاوی گرافیت های نیمه حل شده و تیغه های مارتنزیت در آستنیت باقیمانده در حضور ساختار لدبوریتی، قسمت بالایی ناحیه متاثر از حرارت حاوی تیغه های مارتنزیت در زمینه آستنیتی، قسمت پایینی منطقه متاثر از حرارت با ریزساختار مخلوطی از مارتنزیت و پرلیت و در نهایت فلز پایه با ریزساختار اولیه چدن خاکستری است. به منظور ارزیابی اثر ذوب سطحی بر رفتار سایشی، آزمون سایش بر روی نمونه های ذوب سطحی شده با ضخامت-های ناحیه ذوب شده 2/1، 8/1، 5/2 و 3 میلیمتر با تغییر مقدار نیروی عمودی وارد شده با مقادیر n54، 76 و 99 و در سرعت ثابت لغزش m/s45/0 و در مسافت m2000 صورت پذیرفت. نتایج به دست آمده از آزمون سایش نشان داد که رژیم سایش در گستره نیروهای وارده در این پژوهش برای نمونه های ذوب سطحی نشده شدید است و حضور گرافیت های ورقه ای در نیروهای بالا موجب ایجاد ترک و تخریب در سطح می شود. برای نمونه های ذوب سطحی شده در تمامی نیروهای وارده رژیم ملایم حاکم است. با این وجود در بالاترین نیرو (n99) ترک هایی در ساختار لدبوریتی دیده می شود. با تغییر متغییرهای فرآیند tig در جهت کاهش ضخامت لایه ذوب شده، به دلیل ریز شدن ساختار مقدار ضریب سایش ویژه از 8-10×04/2 (در بیشترین ضخامت لایه ذوب شده) به 8-10×75/1 (در کمترین ضخامت لایه ذوب شده) کاهش یافت که در نتیجه خواص سایشی بهبود یافت.