ایجاد لایه کامپوزیتی Fe/TiC بر سطح فولاد کربنی با استفاده از فرایند جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• اسماعیل ملایی نژاد ¹
• محمود فاضل نجف آبادی ²
• ابراهیم کرمیان ¹

¹ دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

² دانشگاه پیام نور مرکز اصفهان

10.22067/ma.v30i2.61441

چکیده

در این پژوهش جوشکاری قوسی با الکترود پوشش دار و مخلوط گرافیت و فرو تیتانیم برای ایجاد درجای کامپوزیت سطحی Fe/TiC  بر سطح فولاد AISI 1045 بکار رفت. ترمودینامیک واکنش‌های محتمل  بررسی شده و اثر ترکیب شیمیایی واکنش دهنده‌ها بر سختی و ریزساختار کامپوزیت حاصله بررسی شد. نتایج نشان داد، بیشترین ذرات تقویت کننده کاربید تیتانیم در نمونه با نسبت وزنی گرافیت به فرو تیتانیم 18 به 82 بدست آمده است. سختی سنجی نشان داد، سختی این کامپوزیت سطحی 220% نسبت به زیرلایه تقویت نشده افزایش یافته و از220 ویکرز به 712 ویکرز رسیده است.

کلیدواژه‌ها

• کامپوزیت سطحی Fe/TiC
• فولاد AISI 1045
• جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش‌دار
• ریز ساختار

---

عنوان مقاله [English]

Fabrication of Fe/TiC Surface Composite on Carbon Steel Using SMAW Process

نویسندگان [English]

• Esmaeil Molaei Nejad ¹
• Mahmoud Fazel-Najafabadi ²
• Ebrahim Karamian ¹

¹ Islamic Azad University

² Payame Noor University

چکیده [English]

In this research, SMAW process and mixture of graphite and ferrotitanium compounds were employed to in-situ fabricating of Fe/TiC composite on the surface of AISI 1045 steel. Thermodynamics of possible reaction and effects of chemical composition of primary reactant were studied. Results showed that maximum size and volume ratio of TiC reinforced particles was achieved in sample with graphite to ferrotitanium ratio of 18 to 82 that shows maximum hardness. Obtained composite`s hardness was increased 220 per cent in relates to un-reinforced sub-layer (220 to 712 Vickers).

کلیدواژه‌ها [English]

• Fe/TiC Surface Composite
• AISI 1045 steel
• SMAW
• Microstructure

مراجع

1. Xinhong W., Zengda Z., Sili S., Shiyao Q., "Microstructure and wear properties of in situ TiC/FeCrBSi composite coating prepared by gas tungsten arc welding ", Wear, Vol. 260, pp. 25-29, (2006).

2. Peng D.X., "The effects of welding parameters on wear performance of clad layer with TiC ceramic", Industrial Lubrication and Tribology, Vol. 64, No. 5, pp. 303-311, (2012).

3. Tjong S.C., Ma Z.Y., "Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites", Materials Science and Engineering, Vol.29, pp. 49-113, (2000).

4. Wang X.H., Song S.L., Zou Z.D., Qu S.Y., "Fabricating TiC particles reinforced Fe-based composite coatings produced by GTAW multi-layers melting process", Materials Science and Engineering A, Vol. 441, pp. 60-67, (2006).

5. Lee J., Euh K., Cheol Oh J., Lee S., "Microstructure and hardness improvement of TiC/stainless steel surface composites fabricated by high-energy electron beam irradiation", Materials Science and Engineering A, Vol. 323, pp. 251-259, (2002).

6. Emamian A., Corbin S.F., Khajepour A., "Tribology characteristics of in-situ laser deposition of Fe-Tic", Surface & Coatings Technology, Vol. 206, pp. 4495-4501, (2012).

7. Kubaschewski O., Alcock C.B., "Metallurgical Thermochemistry" Pergamon Press, 5th edition, (1979).

8. صدر نژاد خ.ا.، "حرارت و حرکت در مواد " انتشارات وزارت امور خارجه، تهران، (1378).

9. Agarwal A, Dahotre N.B., " Pulsed Electrode surfacing of steel with TiC coating microstructure and Wear Properties", Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 8, No. 4, pp. 479-486, (1999).

10. سعیدی، ع.، " مقدمه ای بر ترمودینامیک مواد" جلد اول، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد دانشگاه صنعتی اصفهان، چاپ نهم (1392).

11. Du B., Wang X., Zou Z., "Microstructure and tribological behavior of laser in situ synthesized TiC-reinforced fe-based composite coatings", Tribology Letters, Vol. 43 pp. 295-301, (2011).

12. Zhu Z., Dong K., Wang H., Huang J., Li J., Xie Z., "Reaction mechanisms of the TiC/Fe composite fabricated by exothermic dispersion from Fe–Ti–C element system", Powder Technology, Vol. 246, pp. 456-461, (2013).

13. Wang X.H., Zhang M., Zou Z., Qu S.Y., "Microstructure and wear properties of TiC–VC Reinforced iron based hardfacing layers", Materials Science and Technology, Vol. 22, pp 193-198, (2006).

14. Wang X.H., Zou Z.D., Qu S.Y., Song S.L., "Microstructure and properties of the TiC/Fe-based alloy hardfacing layers, Journal of Materials Science, Vol. 40, pp. 3629-3633, (2005).

15. Wu Q., Sun Y., Yang C., Xue F., Song F., "Microstructure and mechanical properties of common straight carbon steels strengthened by TiC dispersion", Materials Transactions, Vol. 47, pp. 2393-2398, (2006).

16. Wang X.H., Song S.L., Qu S.Y., Zou Z.D., "Characterization of in situ synthesized TiC particle reinforced Fe-based composite coatings produced by multi-pass overlapping GTAW melting process", Surface & Coatings Technology, Vol. 201, pp. 5899-5905, (2007).

17. Jimbo I., Cramb A.W., "The density of liquid iron-carbon alloys", Metallurgical Transactions B, Vol. 24, pp. 5-10, (1992).