ارزيابي ريزساختار، تركيب فازي و خواص پوشش زيركونيا اعمال شده بر روي سطح فولاد كربني API5L به عنوان تابعي از شرايط مختلف پخت

Evaluation of Microstructure, Phase Composition and Properties of Four Layer Zirconia Coating on API5L Steel as a Function of Different Sintering Condition

در اين تحقيق پوشش چهار لايه اي زيركونيا با استفاده از پيش ماده زيركونيوم پروپوكسايد از طريق فرآيند سل-ژل بر روي سطح فولاد كربني API5L اعمال گرديد. براي نمونه هاي گروه اول، بعد از هر لايه پوشش و براي نمونه هاي گروه دوم پس از اعمال چهار لايه پوشش فرآيند پخت به مدت يك ساعت در دماي مورد نظر انجام گرفت (350، 450 و 550 درجه سانتيگراد). براي تعيين تحولات فيزيكو شيميايي و تغييرات فازي ايجاد شده در ضمن عمليات حرارتي بر روي ژل بدست آمده از آناليز حرارتي افتراقي و تفرق اشعه ايكس كمك گرفته شد. براي اطلاع از عوامل يوني و نوع پيوندهاي موجود در ژل از آزمون FTIR و براي مشاهدات ريزساختاري از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده گرديد. خواص پوشش توسط آزمايشات خوردگي الكتروشيميايي، ميكروسختي و استحكام چسبندگي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي نمونه هاي گروه اول در دماي 450 درجه سانتيگراد و براي نمونه هاي گروه دوم در دماي 550 درجه سانتيگراد ريزساختاري همگن تر و مقاومت به خوردگي بالاتري حاصل مي شود. براي هر دو گروه از نمونه ها بالاترين ميزان ميكروسختي و كمترين ميزان استحكام چسبندگي در دماي پخت 550 درجه سانتيگراد حاصل مي شود.

In this study four layers of zirconia coating were applied on the surface of API5L steel samples by sol-gel method using zirconium isopropoxide precursor. In the first group of samples, after each layer of coating and for the second group after four-layer coating, heat treatment (calcination and sintering) were carried out at the desired temperatures (350-550 C). X-ray diffraction and differential thermal analysis were used to evaluate the physico-chemical reactions and phase changes in the obtained gels caused by heat treatment. Microstructural features, adhesion strength and corrosion resistance of the coated samples were determined by scanning electron microscope, microhardness, adhesion and electrochemical corrosion testing, respectively. The results showed that by increasing the sintering temperature from 350 to 550 C, the structure evolved from amorphous to crystalline state. For the first group of samples, sintering at 450 C and for second group, sintering at 550 C offered a more homogenous microstructure and improved corrosion resistance.