بهبود سختي و مقاومت به سايش فولاد ASTM A106 با استفاده از ذرات SiC به روش جوشكاري GTAW

Improved Hardness and Wear Resistance of Steel ASTM A-106 Using GTAW Welding of SiC Particles

در این پژوهش ایجاد پوشش‌ كامپوزیتی حاوی ذرات كاربید‌ سیلیسیوم بر سطح فولاد ASTM A106-Gr.B با به كارگیری فرآیند جوشكاری قوسی تنگستن– گاز بررسی شد. بدین منظور ذرات كاربید سیلیسیوم با درصد‌های حجمی متفاوت بر سطح فولاد مورد نظر پیش ‌‌نشانی شد و با تغییر شدت جریان، فرآیند ذوب و اختلاط آنها با فلز پایه انجام گردید. مطالعه ریز ساختار پوشش ایجاد شده توسط میكروسكوپ نوری و میكروسكوپ الكترونی روبشی(SEM) همراه با آنالیز نقطه‌ای انجام گرفت. یافته‌های آزمون‌ها نشان داد كه پوشش حاصله ساختار دندریتی حاوی تقویت ‌كنندة كاربید سیلیسیوم را دارا می‌باشد كه می تواند باعث بهبود سختی و رفتار سایشی پوشش مذكور شود. سختی پوشش‌ها در آزمون‌های ریز سختی سنجی و رفتار سایشی پوشش‌ها توسط آزمون سایش به‌‌‌صورت رفت و برگشتی ارزیابی شد. نتایج آزمون ریز سختی سنجی نشان‎‌دهندة افزایش سختی پوشش ایجاد شده(حدود 650 تا 1200 ویكرز) نسبت به نمونة بدون پوشش(حدود 200 ویكرز) بود. بررسی‌های رفتار سایشی پوشش‌ها بیانگر بهبود چشمگیر رفتار سایشی آنها در اثر افزودن تقویت‌كنندة كاربید سیلیسیوم بود. مكانیزم عمدة سایش در نمونة بدون پوشش سایش ورقه‌ای و اكسایش سطحی و در نمونه‌های پوشش داده شده مخلوطی از سایش ورقه‌ای، اكسایش سطحی و سایش چسبان تشخیص داده شد  

In this study, formation of composite coating containing silicon carbide amplifiers on ASTM A106-Gr B steel surface was investigated using the gas tungsten arc welding process. Therefore silicon carbide particles with different volume percentages on the steel surface were placed, and by changing the current density, melting and mixing process were done with the base metal. The study coating microstructure by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) was conducted alongside the spot analysis. The results showed that the dendritic structure of the resulting coating which contained silicon carbide is capable of reinforcing. Besides, the capability of reinforcing could be improved hardness and wear behavior of the coatings. Hard coatings by a micro-hardness measurement and with slab vickers and wear behavior of the coatings was evaluated by testing the wear-trip basis. Microhardness test results showed that increased hardness was created (about 650 to 1200 Vickers)  to compare  with uncoated samples (about 200 Vickers) is. Conducting reviews of wear behavior of coatings represents significant improvements in their wear behavior due to the effect of adding silicon carbide reinforcement. The main wear mechanism of uncoated delamination wear samples, surface oxidation and the samples which were coated with a mixture of delamination wear, surface oxidation and adhesive wear were detected.