ارزیابی و بهینه سازی پارامترهای ذوب و انجماد مجدد در پوشش nicrbsi ایجاد شده به روش پاشش شعله ای

در تحقیق حاضر اثر عملیات ذوب مجدد و دمای آن روی خواص پوشش های خودگداز پایه نیکل nicrbsi اعمال شده به روش پاشش شعله ای بررسی شد. نمونه های پاشش شده با روش پاشش شعله ای تخلخل بالا و چسبندگی پایین با زیرلایه دارد که از عمده معایب پوشش های پاشش شعله ای به شمار می رود. ازاین رو پوشش ها، بعد از پاشش توسط شعله اکسی استیلن در چهار دمای ۹۵۰، ۱۰۰۰، 1050 و 1100 درجه سانتی گراد تحت عملیات ذوب مجدد قرار گرفت. کنترل دما به وسیله ترموکوپل¬های تعبیه شده در زیرلایه انجام شد. ارزیابی پوشش های ایجاد شده و تعیین اثر عملیات ذوب مجدد و دمای آن روی خواص پوشش های پاشش و ذوب مجدد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف سنج اشعه ایکس، روش پراش پرتو ایکس، ریزسختی سنجی، نانوسختی سنجی، تخلخل سنجی با نرم افزار آنالیز تصویر و زبری سنجی انجام شد. نتایج نشان داد که ذوب مجدد باعث کاهش تخلخل و زبری سطح، حذف مرز بین اسپلت ها و بهبود پیوند متالورژیکی بین پوشش و زیرلایه شده است. ریزساختار پوشش از یک زمینه محلول جامد غنی از نیکل با یوتکتیک ni-ni3b به همراه رسوبات سخت کاربید بور و کروم تشکیل شده است. نمونه پاشش شده ریزساختار بسیار ریز (زیر 5 میکرون)، همانند پودر اولیه nicrbsi دارد. در نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده ریزساختار مشابه نمونه پاشش شده است با این تفاوت که اندازه رسوبات درشت تری (۵-۱۵ میکرون) مشاهده شد. علاوه براین در نزدیک فصل مشترک پوشش و زیرلایه برای نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده منطقه سفیدرنگی عاری از رسوبات و غنی از نیکل و آهن وجود دارد که ضخامت این منطقه با افزایش دمای ذوب مجدد افزایش یافت. نتایج پراش پرتو ایکس حضور فازهای -niγ ، ni3b، ni31si12، crb و cr7c3 را در نمونه پاشش شده و در تمامی نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده نشان داد. به عبارت دیگر ذوب مجدد تغییری در نوع فازها ایجاد نکرده و فقط شدت پیک فازها به غیراز -niγ را تغییر داد. ذوب مجدد باعث کاهش قابل توجه تخلخل پوشش از 12 درصد برای نمونه پاشش شده به 2 درصد برای نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1100 درجه سانتی گراد شد. شکل حفره ها در نمونه پاشش شده نامنظم و کشیده بوده و بیش از 50 درصد آن ها غیرکروی است. این در حالی است که بعد از ذوب مجدد شکل حفره ها بیش تر کروی شده و سهم حفره ها با شکل کروی بالای 80 درصد شد. ریزسختی نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده به علت انحلال رسوبات و یا رشد رسوبات قبلی در ساختار پوشش کاهش یافته و این کاهش سختی با افزایش دمای ذوب مجدد بیش تر شد. میانگین ریزسختی نمونه پاشش شده 970 ویکرز است که این مقدار با افزایش دمای ذوب مجدد کاهش یافت. کم ترین مقدار سختی برای نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1100 درجه سانتی گراد با سختی 830 ویکرز است. از نسبت شناخته شده سختی (h) به مدول الاستیک (e) برای تعیین و رتبه بندی کارایی پوشش ها در شرایط مقاوم به سایش استفاده شد. نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1050 درجه سانتی گراد دارای تخلخل کم (۴/۲٪)، ریزسختی متوسط (۸۳۰ ویکرز) و بیش ترین نسبت h/e در میان پوشش ها است. کلمات کلیدی: پاشش شعله ای، ذوب مجدد، پوشش nicrbsi، ریزساختار، آنالیز تخلخل، ریزسختی، نانوسختی