مطالعه سنتز سرمت هاي پر استحكام TiW)C/CN-Ni) و تاثير كاربيدهاي ثانويه بر ريزساختار و خواص مكانيكي

Study of Synthesis of (TiW)CN-Ni High Strength Cermets and the effects of Secondary Carbides on Microstructure and Mechanical Properties

در اين پژوهش ابتدا پودرهاي متشكل از TiO2،WO3 و C را مخلوط و پس از آسياب شدن با گلوله هاي كاربيد تنگستني، فرآيند احيا بصورت جداگانه تحت خلا و در مجاورت N2 انجام پذيرفت. پس از مخلوط پودر با Ni و كاربيدهاي ثانويه، سرمتهايي با پايه(Ti0.93W0.07)C/C0.7N0.3-20 Ni طي عمليات تف جوشي در 1510 درجه سانتيگراد فرآوري گرديدند. براي ارزيابي و مطالعه مواد سنتز شده از آناليزگر پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپهاي الكتروني روبشي (SEM) ، آناليزگر كمي سنج عنصري (EDS)، ميكروسكوپ عبوري روبشي (STEM) و سختي سنج مورد استفاده قرار گرفت. با بررسي ساختارهاي ميكروسكوپي متشكل از هسته/لايه اطراف، مشاهده شد كه اضافه شدن كاربيد ثانويه و همچنين بكارگيري N2 در مرحله احيا تاثير قابل توجهي در اندازه ذرات ريزساختار سرمت دارد. با اضافه شدن N2، اندازه ذرات ساختار ميكروسكوپي سرمت هاي (Ti0.93W0.07)C به ميزان حدودا 3 ميكرومتر كاهش پيدا نمود. در اين تحقيق نشان داده شد كه با افزايش كاربيد موليبيدن از 2 به 8 درصد ميزان هر دو عنصر W و Mo در ناحيه هسته ذرات كاهش مي يابد. درصدهاي وزني W و Mo به ترتيب از 20/01 به 19/50 و 0/14 به 0/08 تغيير يافتند. همچنين در لايه اطراف هسته، درصد وزني Mo از 4/67 به 11/43 افزايش قابل توجهي پيدا نمود. علاوه بر اين، با افزايش تنها 2 درصدكاربيد موليبيدن، سختي اين ماده مركب بصورت چشمگيري افزايش يافت

In this research the powders of TiO2، WO3 and graphite were mixed and after milling with WC balls، the reduction procedure was carried out separately under vacuum and nitrogen pressure. After blending the produced powder with Ni and the secondary carbides، (Ti0.93W0.07) C/C0.7N0.3-20 Ni based cermets were obtained through sintering at 1510 °C. To characterize the synthesized materials، XRD analyzer، SEM and EDS، STEM and hardness examiner were used. With the evaluation of core/rim included microstructures، it was observed that the addition of secondary carbide and also nitrogen in the reduction procedure، has a remarkable influence on the size of cermet microstructure. By the addition of nitrogen، the size of (Ti0.93W0.07) C microstructure was decreased about 3 µm. In this investigation it was shown that the increase of Mo2C from 2 to 8%، the amounts of tungsten and molybdenum elements were decreased in the core area. The weight percentages of W and Mo were changed from 20.01 to 19.5 and from 0.14 to 0.08، respectively. Also، in the rims، the weight percent of Mo، was significantly increased from 4.67 to 11.43. Furthermore، with the addition of just 2% Mo2C، the hardness of this composite material increased remarkably.