ارزيابي ريز ساختار و سختي آلياژ فسفر برنز Cu-7.5 Sn لايه نشاني شده بر روي فولاد كم آلياژ4140 ، به روش جوشكاري SMAW و OFW

Investigation the microstructure and hardness of Cu-7.5 Sn phosphor bronze alloy deposited on 4140 low alloy steel by SMAW and OFW processes

يكي از روش هاي متداول براي ساخت ياتاقانهاي فلزي، لايه نشاني آلياژ مورد نظر بر روي زير لايه مي باشد.در اين شرايط،ريز ساختار نهايي و سختي آلياژ لايه نشاني شده پس از انجماد ، تعيين كننده خواص مكانيكي و بويژه خواص سايشي آن مي باشد. در اين پژوهش به ارزيابي تاثير متغييرهاي فرايند جوشكاري قوس الكترود دستي و جوشكاري اكسي استيلن بر روي سختي و ريز ساختار آلياژ Cu-7.5 Sn لايه نشاني شده بر روي فولاد 4140 به روش جوشكاري،پرداخته شده است.نتايج حاصل از بررسي هاي ميكروسكوپي ، آزمون XRD و آزمايشات سختي سنجي، حاكي از آن است كه به طور كلي ريز ساختار آلياژ لايه نشاني شده از طريق جوشكاري ، مخلوطي از محلول جامد α و فاز يوتكتوئيد (δ+α) مي باشد. علاوه بر آن انجام لايه نشاني با استفاده از فرايند SMAW منجر به تشكيل ريز ساختار ظريف تر و سختي بالاتري نسبت به فرايند OFW شده است. همچنين افزايش حرارت ورودي در فرايند SMAW باعث تشديد پديده جدايش در حين انجماد و تشكيل بيشتر تركيبات بين فلزي سخت از جمله Fe4Cu3 در زمينه آلياژ شده و سختي بالاتر آلياژ را در پي داشته است.

Lining is a common method for manufacturing metal bearings. Final microstructure and hardness of the deposited alloy after solidification determine its mechanical and wear properties. In this study, the effect of shielded metal arc welding and oxyacetylene welding process variables on hardness and microstructure of Cu-7.5 Sn alloy deposited on 4140 steel were studied. Th e result of microscopic examination, XRD and hardness tests showed that the microstructure of alloy deposited by welding is comprised of a mixture of solid solution α and eutectoid phase (α+δ). In addition, deposition the alloy using the SMAW process leads to formation of finer microstructure and higher hardness than OFW process. Furthermore, the increase of heat input in the SMAW process causes an increase in segregation phenomenon during solidification and formation of hard intermetallic compounds within the alloy such as Fe4Cu3 which leads to higher hardness for the deposited alloy.