مشخصه‌یابی لایه‌های سخت شده‌ی سطحی با آنتروپی بالای Fe49Cr18Mo7B16C4Nb6 تولید شده توسط فرآیند جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ (GTAW)

Characterization of Fe49Cr18Mo7B16C4Nb6 high-entropy hard facing layers produced by gas tungsten arc welding (GTAW) process

چکیده

آلیاژ شیشه‌ای پایه آهن با استکیومتری جزئی Fe49Cr18Mo7B16C4Nb6 بر روی زیرلایه‌ی فولاد کربنی توسط فرآیند جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ رسوب یافت. اثرات تعداد لایه‌های جوش و ورودی حرارت جوشکاری مورد مطالعه قرار گرفت. میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و آنالیز پراش اشعه‌ی ایکس (XRD) برای مشخصه یابی میکروساختار و توزیع فازی مورد استفاده قرار گرفت. سختی و رفتار سایشی لایه‌های رسوب یافته نیز مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان داد که ساختار چند فازی شامل بورید سخت (Mo2FeB2) و فازهای کاربیدی نانومقیاس (NbC) در زمینه آهن α نانوساختار تشکیل یافتند. نسبت فازهای سخت و در نتیجه سختی لایه‌های ناشی از آن با افزایش تعداد لایه‌ها یا کاهش حرارت ورودی افزایش می‌یابد و منجر به مقادیر سختی بیش از ۱۰۰۰HV می‌شود. مقاومت به سایش لایه‌های سخت سطحی به صورت قابل ملاحظه‌ای بیش از زیرلایه‌ی فولاد کربنی است در حالی که مکانیزم‌های سایش غالب برش و خیش زنی همراه با لایه لایه شدگی و پارگی در برخی مناطق است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

An iron based glassy alloy with the nominal stoichiometry of Fe49Cr18Mo7B16C4Nb6 was deposited on a carbon steel substrate by gas tungsten arc welding (GTAW) process. Effects of the number of weld layers and weld heat input were studied. Optical microscope (OM), scanning electron microscope (FE_SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD) were used to characterize the microstructure and phase distribution. Hardness and wear behavior of the deposited layers were also investigated.

The results showed that a multi-phase structure consisting of hard boride (Mo2FeB2) and nano-sized carbide (NbC) phases were formed in a nanostructured α-Fe matrix. The ratio of hard phases and subsequently hardness of layers were increased by increasing the number of layers or by decreasing the heat input, leading to hardness values in excess of 1000 HV. The wear resistance of the hardfaced layers was found to be considerably higher than that of the carbon steel substrate while the dominant wear mechanisms were cutting and ploughing accompanied by delamination and tearing in some regions.