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

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 7، دوره 2، شماره 4، مرداد و شهریور 1390، صفحه 63-74   

نویسندگان

مهدی محمدی‌خواه¹؛ حامد ثابت^{* 2}؛ اکبر هادی‌زاده³؛ سعید محرابیان³؛ نوید میرزامحمد³

¹کارشناس ارشد مهندسی مواد دانشگاه ازاد اسلامی واحد کرج

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

³شرکت کاوش جوش

تاریخ دریافت: 09 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 09 دی 1394 

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

درجه‌ی رقت؛ Fe-C-Mn؛ ریزساختار؛ مقاومت به سایش؛ فولاد ساده‌ی کربنی

مراجع

 

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.