تأثیر تیمارهای مختلف سطحی بر رفتار کششی و سایش سوپرآلیاژ Inconel 625 و فولاد زنگ نزن Aisi 321
| عنوان | تأثیر تیمارهای مختلف سطحی بر رفتار کششی و سایش سوپرآلیاژ Inconel 625 و فولاد زنگ نزن Aisi 321 |
|---|---|
| نویسنده | بیلگین، اونور |
| تاریخ انتشار: | 2023-01-18T12:10:57Z |
| نوع | سند |
| زبان | انگلیسی |
| دیجیتال | بله |
| نسخه خطی | خیر |
| کتابخانه: | دانشگاه اوزیغین |
| شماره ثبت | b731f8c6-c9d1-4220-9e70-03a608b70d76 |
| محل کتابخانه | گروه مهندسی مکانیک |
| تاریخ | 2023-01-18T12:10:57Z |
| متن نمونه | فولاد ضد زنگ AISI 321 و سوپرآلیاژ Inconel 625 به دلیل خواص مکانیکی عالی در دماهای بالا در طیف گسترده ای از کاربردها مانند موتورهای هواپیما، نیروگاه های هسته ای و کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. عملیات سطحی این مواد به دلیل محیط های کاری شدید ضروری است. بورونیزاسیون و پوشش WC مهمترین فرآیندهای سخت شدن سطح است. در کار حاضر، اثر بورونیزاسیون و پوشش WC بر عملکرد سایش و رفتار کششی AISI 321 و Inconel 625 در دمای اتاق و بالا مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، مکانیسم های آسیب و مورفولوژی شکست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پروفیلومتری نوری مشاهده شد. با توجه به نتایج آزمایش کشش دمای اتاق، استحکام تسلیم (YS) و استحکام کششی نهایی (UTS) نمونه ها پس از فرآیند بورون سازی کاهش می یابد. این کاهش استحکام ممکن است به نرم شدن مواد در طول فرآیند بورون سازی در دمای بالای 1100 درجه سانتیگراد نسبت داده شود. از سوی دیگر، شکل پذیری نمونه های Inconel 625 به دلیل پیری کرنش دینامیکی در دمای 600 درجه سانتی گراد کاهش یافته است. استحکام تسلیم نمونههای بورون بهدلیل تجزیه ذرات بور در طول آزمایش کششی در دماهای بالا به طور قابلتوجهی کاهش یافت. در نتیجه، مشاهدات مورفولوژی شکستگی نشان داد که مکانیسم اصلی شکست در شرایط پوششدهی شده و بدون پوشش در دمای بالا، یک شکستگی انعطافپذیر است که توسط فرورفتگیهای عمیق نشان داده میشود. با این حال، نمونه بورون به شدت تحت تاثیر رشد دانه در طول فرآیند بورونیزاسیون و تجزیه ذرات پراکنده قرار گرفت. در مقابل، کرنش به شکست نمونه پوشش داده شده WC به دلیل شکستگی سریع لایه WC سرامیکی در هر دو آزمون کششی اتاق و دمای بالا کاهش یافت. علاوه بر این، نتایج SEM نشان داد که تجزیه ذرات در سطح شکست فولاد زنگ نزن 321 بورون شده که توسط ذرات بور پراکنده در لبههای فرورفتگیها پس از شکست در دمای بالا نشان داده شده است، رخ میدهد. به دلیل سختی و مقاومت حرارتی بالای لایه پوشش داده شده WC، ضریب اصطکاک نمونه بالاتر از شرایط بورنیزه و بدون پوشش در دمای اتاق بود. مشاهده شد که میزان سایش AISI 321 با پوشش بورون و WC بسیار کمتر از نمونه بدون پوشش بود. از سوی دیگر، در دمای 600 درجه سانتیگراد، میزان سایش پوشش داده شده WC همچنان پایینتر بود، اما مقادیر نمونههای بدون پوشش و بورنیزه مشابه نتایج دمای اتاق بود. بررسی دمای اتاق نتایج آزمون سایش نشان داد که میزان سایش نمونههای بدون پوشش و پوششدار Inconel 625 مشابه نتایج AISI 321 بود. میزان سایش نمونههای روکششده WC بسیار کمتر از سایرین بود. در دمای بالا، Inconel 625 بورون دار ضریب اصطکاک بالاتری نسبت به نمونه پوشش داده شده WC داشت. یک نوسان نیز مشاهده شد که با تجمع ذرات بور در سطح در دماهای بالا مرتبط است. n¨ukleer santraler ve end¨ustriyel fırınlar gibi geni¸s bir uygulama yelpazesinde kullanılmaktadır. زورلو ¸calı¸sma ko¸sulları nedeniyle، bu malzemeler ¨uzerine y¨uzey i¸slemleri uygu lamak bir gereksinim haline gelmi¸stir. Borlama ve Tungsten Karb¨ur (WC) kaplama en ¨onemli y¨uzey sertle¸stirme i¸slemlerindendir. Mevcut ¸calı¸smada, AISI 321 ve In conel 625'in oda sıcaklı˘gı ve y¨uksek sıcaklıktaki a¸sınma performansı ve ¸cekme davranı¸sı ¨uzerine borlama ve Tungıkürstenla ara¸stırılmı¸stır. Ayrıca، Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) و optik profilometri kullanılarak hasar mekanizmaları ve kırılma morfolojileri g¨ozlemlenmi¸stir. Oda sıcaklı˘gında ¸cekme testi sonu¸clarına g¨ore borlama i¸sleminden sonra nu munelerin akma dayanımı (YS) ve nihai ¸cekme dayanımı (UTS) azalmaktadır. Bu mukavemet azalması, 1100°C’lik y¨uksek sıcaklıkta borlama i¸slemi boyunca malzemenin yumu¸samasına ba˘glanabilir. Ote yandan Inconel 625 numunelerinin ¨ s¨unekli˘gi, 600°C’de dinamik gerinim ya¸slanması nedeniyle azalmı¸stır. Borlanmı¸s numunelerin akma mukavemeti, y¨uksek sıcaklıklarda ¸cekme testi boyunca bor par¸cacıklarının ayrı¸sması nedeniyle ¨onemli ¨ol¸c¨وده آزلمی¸ست. Sonu¸c olarak, kırılma morfolojisi g¨ozlemleri, y¨uksek sıcaklıkta hem kaplamalı hem de kaplamasız ko¸sulların ana kırılma mekanizmasının, derin ˸cukurlarla تمسیل ادیلن s¨lmaunek قدیم كیروگون. Bununla birlikte، borlanmı¸s numune، borlama i¸slemi sırasında tane b¨uy¨umesinden ve da˘gılmı¸s par¸cacıkların ayrı¸smasından b¨uy¨uk ¨ol¸ctire i. Buna kar¸sılık, seramik WC Tabakasının hem oda sıcaklı˘gında hem de y¨uksek sıcaklıktaki ¸cekme testlerinde ani kırılması nedeniyle WC kaplı numunenin s¨unekli˘ı ıstal. Ayrıca, taramalı elektron mikroskobu sonu¸cları, y¨uksek sıcaklıkta kırılmadan sonra ¸cukurların kenarlarında da˘gılmı¸s bor par¸cacıkları g¨or¨ulen bor lanmı1¸lılmazin y¨uzeyinde par¸cacık ayrı¸smasının meydana geldi˘gini ortaya koymu¸stur. WC tabakasının y¨uksek sertli˘gi ve ısı direnci nedeniyle، a¸sınma testinde WC kaplı AISI 321’in s¨urt¨unme katsayısı borlanmı¸s ve kaplamasız numunelere ¨cırkıkha. Borlanmı¸s ve WC kaplı AISI 321’in a¸sınma oranı, oda sıcaklı˘gında kaplanmamı¸s numuneden ¸cok daha d¨u¸s¨ukt¨ur. اوته یاندان، 600 ¨ °C’de WC kaplı numunenin a¸sınma oranı hala d¨u¸s¨ukken kaplamasız ve borlanmı¸s nu munelerin de˘gerleri، y¨uzeyin delaminasyonu nedeniyle hemen hemen ayn. Inconel 625’in kaplanmamı¸s ve kaplanmı¸s numunelerin a¸sınma hızı davranı¸sı AISI 321'in sonu¸clarına benzerdir. WC kaplı numunelerin a¸sınma hızının di˘gerlerinden ¸cok daha d¨u¸s¨uk oldu˘gu g¨or¨ulm¨u¸st¨ur. Y¨uksek sıcaklıkta، borlanmı¸s Inconel 625، WC kaplı numuneden daha y¨uksek bir s¨urt¨unme katsayısına sahiptir. Y¨uksek sıcaklıktaki s¨urt¨unme katsayısı grafi˘ginde y¨uzeyde bor par¸cacıklarının birikimiyle ba˘glantılı بیر دالگلانما گ¨ اوزلنمی¸ هم بزنید. |
