بررسی ایجاد ترک طولی در سخت کاری سطحی فلز پایه ST44-2 بوسیله سیم جوش MF-10-60-GRZ

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین

2 مربی مدعو، مهندسی مواد، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین

چکیده

در صنعت برای سخت­ کاری سطحی راهنماها به کمک روش جوشکاری از سیم جوش MF-10-60-GRZ طبق استاندارد DIN8555 استفاده می گردد. در جوش ­های ایجاد شده توسط این سیم جوش، ترک­ هایی به نام ترک ­های آزاد سازی تنش و یا ترک چک دیده می ­شود. وجود ترک طولی بیش از استاندارد منجر به بازسازی و یا رد شدن قطعه می گردد. هدف این مقاله، بررسی راهکارهای مختلف انجام شده جهت حذف ترک­ های طولی ایجاد شده در هنگام سخت ­کاری سطحی است. در این پژوهش از روش ­های جوشکاری با سیم جوش توپودری خود محافظ و زیرپودری استفاده گردید. نتایج سخت ‌کاری سطحی با روش­ های مختلف نشان داد که هیچ راه عملی برای لایه نشانی این ماده برای رسیدن به لایه سخت شده 15میلیمتری وجود ندارد و تنها راه قابل اطمینان این است که در بین لایه ­های سخت ایجاد شده ( که از جنس چدن پرآلیاژ هستند )، از لایه­ های فولاد نرم کم کربن (فلز جوش رسوب داده شده با استفاده از ER70s-6) استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Venkatesha, B., Srikera, K., Prabhakar, V.S.V., Wear characteristics of hardfacing alloys: state-of-the-art, Procedia Materials Science, Vol. 10, pp. 527-532, DOI: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.06.002, (2015).
 
[2] Hou, X., Zhao, B., Yang, J., Xing, X., Zhou, Y., Yang, Y., Yang, Q., Fe–0.4 wt.%C–6.5 wt.%Cr hardfacing coating: Microstructures and wear resistance with La2O3 additive, Applied Surface Science, Vol. 317, pp. 312-318, DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.08.118, (2014).
 
[3] Buchely, M.F., Gutierrez, J.C., Le´on, L.M., Toro, A., The effect of microstructure on abrasive wear of hardfacing alloys, Wear, Vol. 259, pp. 52-61, DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2005.03.002, (2005).
 
[4] Correa, E.O., Alcântara, N.G., Valeriano, L.C., Barbedo, N.D., Chaves, R.R., The effect of microstructure on abrasive wear of a Fe–Cr–C–Nb hardfacing alloy deposited by the open arc welding process, Surface & Coatings Technology, Vol. 276, pp. 479-484, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.06.026, (2015).
 
[5] Mendez, P.F., Barnesa, N., Bell, K., Borle, S.D., Gajapathic, S.S., Guest, S.D., Izadi, H., Gol, A.K., Wooda, G., Welding processes for wear resistant overlays, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 189, pp. 1-23, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2013.06.011, (2013).
 
[6] Qi, X., Jia, Z., Yang, Q., Yang, Y., Effects of vanadium additive on structure property and tribological performance of high chromium cast iron hardfacing meta., Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp. 5510-5514, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.06.027, (2011).
 
[7] Zikin, A., Hussainova, I., Katsich, C., Badisch, E., Tomastik, C., Advanced chromium carbide-based hardfacings, Surface & Coatings Technology, Vol. 206, PP. 4270—4278, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.04.039, (2012).
 
[8] Liu, D., Liu, R., Wei, Y., Effects of titanium additive on microstructure and wear performance of iron-based slag-free self-shielded flux-cored wire, Surface & Coatings Technology, Vol. 207, pp. 579-586, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.07.078, (2012).
 
[9] Lemke, J.N., Rovatti, L., Colombo, M., Vedani, M., Interrelation between macroscopic, microscopic and chemical dilution in hardfacing alloys, Materials and Design, Vol. 91, pp. 368-377, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.11.117, (2016).
 
[10] Zahiri, R., Sundaramoorthy, R., Lysz, P., Subramanian, C., Hardfacing using ferro-alloy powdermixtures by submerged arc welding, Surface & Coatings Technology, Vol. 260, pp. 220-229, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.08.076, (2014).
 
[11] DIN 8555, Committee, DIN. 2005.
 
[12] Henderson, J.L., Bulloch, J.H., Alloy Classification of Hardfacing Materials, Int. J. Pres. Ves. & Piping, Vol. 47, pp. 127-158, DOI: https://doi.org/10.1016/0308-0161(91)90096-K, (1991).
 
[13] Zhou, Y.F., Yang, Y.L., Jiang, Y.W., Yang, J., Ren, X.J., Yanga, Q.X., Fe–24 wt.%Cr–4.1 wt.%C hardfacing alloy: Microstructure and carbide refinement mechanisms with ceria additive, Materials Characterization, Vol. 72, pp. 77-86, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2012.07.004, (2012).
 
[14] Qi, X., Jia, Z., Yang, Q., Yang, Y., Effects of vanadium additive on structure property and tribological performance of high chromium cast iron hardfacing metal, Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp. 5510-5514, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.06.027, (2011).
 
[15] Azimi, G., Shamanian, M., Effects of silicon content on the microstructure and corrosion behavior of Fe–Cr–C hardfacing alloys, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 505, pp. 598-603, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.06.084, (2010).
 
[16] Chatterjee, S., Pal, T.K., Weld procedural effect on the performance of iron based hardfacing deposits on cast iron substrate, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 173, pp. 61-69, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.10.025, (2006).
 
[17] Chang, C.M., Chen, Y.C., Wu, W., Microstructural and abrasive characteristics of high carbon Fe–Cr–C hardfacing alloy, Tribology International, Vol. 43, pp. 929-934, DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2009.12.045, (2010).
 
[18] Yang, J., Tian, J., Hao, F., Dan, T., Ren, X., Yang, Y., Microstructure and wear resistance of the hypereutectic Fe–Cr–C alloy hardfacing metals with different La2O3 additives, Applied Surface Science, Vol. 289, pp. 437-444, DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.10.186, (2014).
 
[19] Tsai, K.C., Jeng, S.L., Huang, J.Y., Prevention of delayed cracking of iron based hardfacing welds, Engineering Failure Analysis, Vol. 48, pp. 210-217, DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2014.11.025, (2015).
 
[20] Fan, C., Chen, M.C., Chang, C.M., Wu, W., Microstructure change caused by (Cr,Fe)23C6 carbides in high chromium Fe–Cr–C hardfacing alloys, Surface & Coatings Technology, Vol. 201, pp. 908-912, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.01.010, (2006).
 
[21] Ferrous Welding Metallurgy, American welding society.5th Edition, (2004).
 
[22] Shahabi, M., Welding defect, 1387, (in Persian),
 
[23] Kou. S., Welding Metallurgy. 2th Edition, A John willey & sons inc publication, DOI: https://doi.org/10.1557/mrs2003.197, (2003).
 
[24] Hornung, J., Zikin, A., Pichelbauer, K., Kalin, M., Kirchgaßner, M., Influence of cooling speed on the microstructure and wear behaviour of hypereutectic Fe–Cr–C hardfacings, Materials Science & Engineering A, Vol. 576, pp. 243-251, DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.04.029, (2013).
 
[25] Xiao, Y., Yefei, Z., Jian, Y., Xiaolei, X., Xuejun, R., Yulin, Y., Qingxiang, Y., Refinement of nano-Y2O3 on microstructure of hypereutectic Fe-Cr-C hardfacing coatings, Journal of rare earths, Vol. 33, pp. 671-678, DOI: https://doi.org/10.1016/S1002-0721(14)60469-5, (2015).