روکش کاری نیکل با روش جوشکاری قوسی تنگستن-گاز با پودرهای نانوکامپوزیتی mo-si-b تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

هدف اصلی این پژوهش ایجاد پوششهایی از ترکیبات مختلف mo-si-b حاوی فاز mo5sib2 روی نیکل با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز می باشد. در این راستا، روکش کاری جوشی در حالتهای مختلف نظیر استفاده از مخلوط پودرهای عنصری، استفاده از مخلوط پودرهای عنصری به همراه استفاده از لایه میانی مولیبدنی و در نهایت استفاده از پودرهای آلیاژی به همراه استفاده از لایه میانی مولیبدنی انجام شد. نتایج نشان داد که بدون استفاده از لایه میانی مولیبدنی، به علت مشارکت زیاد نیکل از زیرلایه در ترکیب پوشش، ساختار پوشش انحراف زیادی از ساختار هدف دارد. استفاده از دو لایه میانی مولیبدنی منجر به کاهش قابل توجه مقدار نیکل در ترکیب پوشش شد. نوع فازهای تشکیل شده در پوشش در حین روکش کاری جوشی، به میزان قابل توجهی وابسته به وضعیت اولیه پودرها بود. با استفاده از مخلوط پودرهای غیرآلیاژی، فاز مهم mo5sib2 در ساختار پوشش ایجاد نشد. درحالیکه استفاده از پودرهای آلیاژی منجر به تشکیل فازهای مهم mo5sib2 و mo2ni3si در ساختار پوشش شد. برای تهیه پودرهای آلیاژی از ترکیبات مختلف mo-si-b، از فرایند آلیاژسازی مکانیکی به همراه عملیات حرارتی متعاقب آن استفاده شد. با مطالعات انجام گرفته روی سیستم mo-si-b، از دو مخلوط پودری با ترکیبهای mo-12.5%at.si-25%at.b (p1 و mo-25%at.si-10%at.b(p2 به عنوان مخلوطهای پودری مبنا استفاده شد. همچنین، از چهار ترکیب دیگر نیز با در نظر گرفتن کاهش مقدار مولیبدن و ثابت نگه داشتن نسبت سیلیسیم به بور در ترکیب مخلوطهای پودری مبنا استفاده شد. نتایج نشان داد که فازهای ایجاد شده در حین آلیاژسازی مکانیکی و عملیاتحرارتی مخلوط پودری 1p، به نحو قابل توجهی وابسته به روش انجام آلیاژسازی مکانیکی، زمان آلیاژسازی مکانیکی و زمان عملیات حرارتی می باشند. در نهایت انجام 20 ساعت آلیاژسازی مکانیکی مستقیم به همراه 5 ساعت عملیات حرارتی متعاقب آن در دمای °c1100، بهینه ترین عملیات برای دستیابی به پودرهای آلیاژی پایدار از ترکیبات مختلف mo-si-b و حاوی فاز mo5sib2 تعیین شد. فازهای تشکیل دهنده این پودرها وابسته به ترکیب شیمیایی مخلوطهای پودری بود. روکش کاری جوشی پودرهای آلیاژی فوق منجر به ایجاد پوششهایی چند فازی شامل فاز زمینه mo5sib2+mo2ni3si شد. ریزساختار پوشش نهایی، نوع و درصد فازهای ایجاد شده در پوشش در حین روکشکاری جوشی بهمیزان زیادی وابسته به فازهای تشکیلدهنده پودر آلیاژی و درصد آنها در پودر آلیاژی بود. نتایج آزمونهای اکسیداسیون در دمای °c1000 نشان داد که حضور فاز mo5sib2 در ریزساختار پوشش، منجر به بهبود مقاومت به اکسیداسیون پوشش می شود، ولیکن میزان تاثیر آن به ریزساختار پوشش و ترکیب شیمیایی پوشش وابسته است. ریزساختار چند فازی و حضور فازهای غیرمقاوم نظیر mo2b در ریزساختار پوششهای بر پایه p1 سبب تشکیل پوسته اکسیدی کمپلکس چند فازی در حین اکسیداسیون و ورقه ای شدن پوسته اکسیدی شد. درحالیکه ریزساختار فشرده و حضور فاز پیوسته ی (mo,ni)5(si,b)3 در ریزساختار پوششهای برپایه p2 سبب تشکیل لایه پیوسته sio2 در حین اکسیداسیون و ایجاد مقاومت به اکسیداسیون مناسب این پوششها شد.