فردین نعمت زاده

هدف از این پژوهش، مطالعه روشی نوین برای کاهش هزینه های اقتصادی، نیاز صنعت دریایی به پروانه های کشتی با خواص عالی و افزایش طول عمر این قطعات در طول عملکردشان در آب دریا است. برای این منظور، با تکیه بر روش-های مهندسی سطح، فرآیند پاشش حرارتی سوخت و اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) با انتخاب یک ماده اولیه نوین جهت پوشش دهی در نظر گرفته شد. پودر تیتانومگنتیت (TM) به عنوان منبع تغذیه پس از خردایش برای توزیع اندازه ذرات موردنیاز (15 تا 45 میکرومتر) با استفاده از دستگاه آسیاب گلوله ای سیاره ای آسیاب شد. همچنین پس از تهیه نمونه های زیرلایه نایبرال با ابعاد معین، ابتدا سطح نمونه ها جهت رفع آلودگی های احتمالی با استون تمیز شد و در ادامه با استفاده از پودر آلومینا ماسه پاشی آن ها صورت پذیرفت. بلافاصله پودر موردنظر با استفاده از فرآیند HVOF روی سطح نمونه های زیرلایه اعمال گردید. به منظور بهبود خواص مکانیکی و رفتار سایشی زیرلایه، 30 درصد وزنی از پودر نیکل کروم به پودر TM اضافه و سپس تمامی مراحل پوشش دهی همانند پوشش TM، تکرار شد. مشخصه یابی پودر و پوشش ها و آنالیز ساختاری به ترتیب با استفاده از آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی توزیع انرژی (EDS)، میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و روبشی گسیل میدانی (FESEM) انجام شد. خواص مکانیکی نظیر ریزسختی پوشش ها به کمک آزمون ریزسختی سنجی ویکرز ارزیابی گردید. در نهایت، بررسی رفتار تریبولوژیکی زیرلایه و پوشش های حاصل با آزمون سایش گلوله روی دیسک در دمای محیط تحت بار 10 نیوتن و مسافت 1000 متر انجام شد. نتایج به دست آمده قابلیت تشکیل و توسعه پوشش های متشکل از تیتانومگنتیت را با روش پاشش حرارتی HVOF تأیید می کند. یافته های پژوهش نشان داد که سختی پوشش حاوی 30 درصد وزنی نیکل کروم بیشتر از سختی پوشش TM و به مراتب سختی هر دو پوشش بیشتر از سختی زیرلایه است. مکانیزم سایش مشاهده شده در هر دو پوشش غالباً خراشان و در ادامه چسبان بوده است. پوشش NiCr30% TM-، پوشش TM و زیرلایه هر کدام به ترتیب کاهش وزنی برابر با 0066/0 ، 0143/0 و 0255/0 گرم داشته اند. از این رو، با توجه به مقادیر کاهش وزن و پایداری ضریب اصطکاک هر سه نمونه می توان بیان کرد که پوشش NiCr30% TM- بالاترین مقاومت به سایش و طول عمر بالاتری نسبت به زیرلایه و حتی پوشش TM دارد.