1403/05/01
حسین مستعان

حسین مستعان

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0003-3890-5502
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 35737672000
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مواد و متالورژی
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی پوشش های سه تایی Ni-W-Si بر روی زیر لایه نیکل خالص با استفاده از روکش کاری لیزری
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
روکشکاری لیزری، پوشش ، Ni-W-Siاکسیداسیون دما بالا، آلیاژسازی مکانیکی
سال 1401
پژوهشگران مجید زارع زاده مهریزی(استاد راهنما)، مهدی رئوفی(استاد راهنما)، حسین مستعان(استاد مشاور)، ساناز علیمحمدی(دانشجو)

چکیده

هدف از این پژوهش تولید، تحقیق و بررسی پوششهای کامپوزیتی جدید برپایه سیستم W-Ni-Siبوده است که مقاومت به سایش و مقاومت به اکسیداسیون دما بالای مناسبی را داشته باشد. برای این منظور ابتدا پودر نانوکامپوزیتی Wss/WSi2 W- 2Ni3Siبه روش آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی تولید شده سپس مخلوط پودری یر روی زیرلایه نیکلی به روش لیزر پوششدهی شد که یکی از مهمترین چالشها علاوه بر عملیات حرارتی پودر، انجام و تعیین پارامترهای بهینه فرآیند لیزر بر روی پوشش بوده است و منجر به کمترین میزان امتزاج با زیرلایه (حدود ) % 12و اتصال متالورژیکی و یکنواخت گردید. پس از بهینه سازی پارامترهای فرآیند لیزر، خواص پوشش تولیدی از لحاظ ریزساختار، سختی ارزیابی شد. سپس جهت بررسی مقاومت به اکسیداسیون تحت آزمایش اکسیداسیون سیکلی قرار گرفت. پس از آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودری ( % 50 iN %- 33W - 17%Siدرصد اتمی) به مدت 20ساعت محلول جامد تنگستن و فاز WSi2 ایجاد شد و پس از 40ساعت علاوه بر محلول جامد تنگستن و فاز ،WSi2فاز سیلیسیدی سهتایی W2Ni3Si نیز ایجاد شد. جهت ایجاد ثبات حرارتی و تشکیل کامل فازها، مخلوط پودری 40ساعت تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 1100 ͦCقرار گرفت و فازهای سیلیسیدی دوتایی و سهتایی به مقدار مشخص افزایش یافته و نانو کامپوزیت Wss/WSi2 W- 2Ni3Siتولید شد. مخلوط پودر تولید شده به ضخامت 1 mmبر روی زیرلایه نیکل نشانده شد. پارامترهای لیزر بهینه شده جهت روکشکاری شامل توان متوسط ،485Wشدت جریان ،200Aعرض زمانی پالس ، 8 msسرعت روبش 2/5 mm/sو میزان رویهم افتادگی % 50بدست آمد. سطح مقطع و سطح رویی پوشش ایجاد شده با لیزر مورد بررسی قرار گرفت. ساختارهای سلولی، دندریتی و هممحور از عمق تا سطح به دلیل گرادیانهای حرارتی و غلظتی ایجاد شده و ساختار پوشش بسیار ریزدانه، متراکم، بدون حفره، بدون ترک و یکنواخت بود. میزان سختی سطح پوشش 1060HVاندازهگیری شد. آزمایش اکسیداسیون سیکلی پوشش در دماهای 900 ͦCو 1100 ͦCنشاندهنده مقاومت به اکسیداسیون کاملاً بیشتر نسبت به نیکل خالص میباشد. در دمای 900 ͦCسطح اکسید شده شامل ترکیبات اکسیدی و آمورف عمدتاً از نوع SiO2بوده و لایه اکسیدی کاملاً بدون حفره و متراکم بود. در دمای 1100 ͦCبه دلیل افزایش در تشکیل مخلوطی از اکسیدهای تنگستن، نیکل، سیلیسیوم قو م ادیری از فازهای اکسیدی اسپینلی ب