اثر درجه رقت لایه‌ها ی جوشکاری بر ریزساختار و مقاومت به سایش خراشان آلیاژ روکش سخت پایه Fe-C-Mn روی فولاد ساده‌ی کربنی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مواد دانشگاه ازاد اسلامی واحد کرج

2 استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج

3 شرکت کاوش جوش

چکیده

در این پژوهش، اثر درجه‌ی رقت لایه‌های رسوبی جوشکاری بر فولاد ساده‌ی کربنی (ST52) به روش FCAW با استفاده از سیم توپودری حاوی فرومنگنز بر ریزساختار و مقاومت به سایش آلیاژ روکش سخت پایه‌ی Fe-C-Mn مورد بررسی قرارگرفته است. بمنظور جوشکاری در 3 حالت گوناگون از نظرلایه‌های رسوبی به صورت تک لایه، دولایه و سه لایه روی فولاد کربنی انجام و سپس آزمون‌های متالوگرافی نوری، SEM، ترکیب شیمیایی، سختی سنجی و سایش روی پاس‌های گوناگون هر لایه انجام گرفت. نتایج متالوگرافی مشخص کرد که ریزساختار لایه‌های رسوبی نخست و دوم شامل مارتنزیت و آستنیت بوده، ولی به دلیل تغییر درجه‌ی رقت در لایه‌های رسوبی، درصد فازهای مارتنزیت و آستنیت آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. ریزساختار لایه‌های رسوبی سوم نیز از آستنیت تشکیل شده بود. نتایج آزمون ترکیب شیمیایی نیز مشخص کرد که با افزایش شمار لایه‌ها اندازه‌ی رقت تغییر کرده در نتیجه، ترکیب شیمیایی لایه‌های رسوبی با یک‌دیگرمتفاوت است. نتایج آزمون‌های سختی و سایش خراشان روی نمونه‌های گوناگون مشخص کرد که با افزایش تعداد لایه‌ها، سختی و مقاومت به سایش کاهش می‌یابد. بررسی سختی سنجی پس از آزمون سایش، نشانگر افزایش دست‌کم 10 درصد در اندازه‌ی سختی نمونه‌ها بود که دلیل این موضوع ناشی از تغییرات ایجاد شده در ریزساختار ناشی از کارسختی موضعی در نمونه‌های مورد سایش تشخیص داده شد. هم‌چنین، بالاترین سختی و بهترین مقاومت به سایش خراشان، به لایه‌ی رسوبی نخست مربوط بود. بررسی SEM سطوح سایش نیز مشخص کرد که سازوکار سایش تمامی نمونه‌های جوشکاری شده از نوع شخم‌زنی بوده، ولی با این تفاوت که عمق خطوط سایش مربوط به لایه‌ی رسوبی نخست کم‌تر از سایر نمونه‌ها بود. 
 

کلیدواژه‌ها


 
2- "Surface Engineering", Vol. 5, ASMHandbook, ASM International, pp. 733-740,
1994.
3- AWS Welding Handbook,"Clad Steel andApplied Liner",7th edition, pp 653-670, 1998.
6- M. Mohammadikhah, H. Sabet, A.Shokouhfar, A. Hadizade and S. Mehrabian,
"Improve wear resistance of steel by compositecladding of in situ ceramic particles (TiCN,TiC)
produced with FCAW", IIW Conference,Turkey, Istanbul, 2010.
 
8- L.A. Dobrzanski, A. Grajcar, W. Borek,"Microstructure evolution and Phase
Composition of High-Manganese AusteniticSteels", Journal of Achievements in Materials
and Manufacturing Engineering , Vol. 31, [2],pp. 26-33, 2008.
9- K. Bolanowski, "Wear of Hadfield Cast SteelMachine Parts Due To Impact and Abrasion In
Service Enviroment", Terotechnologie, Vol. 7,pp. 23-28, 2007.
10- D. Akeel ,E. Subhi, A. Omar, A.
Abdulrazaq, "Phase Transformations of HadfieldManganese Steels", Eng. & Technology, Vol. 25,
[6], pp. 63-69, 2007.
11- S. Kumar, K.P. Mondal, A.K. Jha, "Effect ofMicrostructure and Chemical Composition of
Hardfacing Alloy on Abrasive Wear Behavior",Material Science and Technology, 8, pp.10-20,
2000.
12- M.F. Buchely, J.C. Gutierrez, L.M. Leon, A.Toro, "The Effect of Microstructure on Abrasive
Wear of Hardfacing Alloys", Wear, Vol. 259,pp.52-61, 2005.
13- V. Kazantseva, U. Ludmila, I. Kveglis,"The Structure and Wear Properties of Fe-MnC
Alloy", Journal of Siberian FederalUniversity Engineering & Technologies, Vol.
18, pp. 376-383, 2009.
14- J.H. Kim, K.S. Na, G.G. Kim, J.Y. Oh,C.S.Yoon, S.J. Kim, "The Effects of Mn and B
on the Cavitations Erosion Resistance of FeBaseHardfacing Alloys", Materials Science
and Engineering A, Vol. 477, pp. 204-207,2008.
15- B. Kulishenko, A. Balin, M. Filippov,"Electrodes for Hardfacing Components
Subjected to Abrasive and Impact-AbrasiveEffects", Welding International, Vol. 19, pp.
326-329, 2005.
16- K. Yildizli, M. Eroglu, M.B. Karamis,"Microstructure and Erosive behavior of Weld
deposites of High Manganese Electrode",Surface&Coating Technology, Vol. 201, pp.
7166-7173, 2007.
17- J. Mendez, M. Ghoreshy, W.B.F. Mackay,T.J.N. Smith, R.W. Smith, "Weldability of
Austenitic Manganese Steel", Journal ofMaterials Processing Technology 153–154, pp.
596–602, 2004.