بررسی تاثیر پارامتر های فرآیند پوشش دهی لیزری اینکونل 713 کم کربن با پودر متکو 81 وی اف بر روی ریز ساختار و سختی پوشش

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، پوشش‌دهی اینکونل 713 کم کربن با استفاده از لیزر پالسی Nd:YAG با توان 400 وات و پودر متکو81 وی اف انجام پذیرفت. تاثیر پارامترهای مختلف فرایند لیزر شامل فرکانس لیزر، عرض پالس و سرعت پیمایش اشعه لیزر بر ریزساختار پوشش و میکروسختی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش فرکانس و عرض پالس یا کاهش سرعت روبش اشعه لیزر سبب افزایش حرارت ورودی و در پی آن افزایش میزان رقیق شدن می‌گردد. منطقه پوشش نمونه‌ها با نسبت رقت بالا از ساختار یوتکتیک (Cr7C3+γ) تشکیل شده است در حالیکه منطقه پوششی نمونه‌ها با نسبت رقت کم از یک ساختار هیپریوتکتیک (کاربید شبه پایدار اولیه Cr7C3 احاطه شده توسط Cr7C3+γ) تشکیل شده است. افزایش فرکانس لیزر و عرض پالس (افزایش رقیق شدن و حذف کاربیدهای اولیه در ریزساختار) سبب افت سختی در منطقه پوشش می‌شود اما افزایش سرعت لیزر تاثیر معکوس داشته و سبب افزایش سختی می گردد. نمونه بهینه انتخاب شده دارای فرکانس لیزر 4/18 هرتز، عرض پالس 2/11میلی ثانیه و سرعت لیزر 8/2 میلیمتر بر ثانیه بود. این نمونه علاوه بر درصد رقیق شدگی و ظاهر قابل قبول دارای سختی قابل توجه 1204 ویکرز می‌باشد که در حدود 3 برابر سختی فلز پایه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • فرنیا ا، مالک ف، منتظری م (1387) اثر دمای عملیات حرارتی آنیل انحلالی بر ریزساختار سوپرآلیاژ پایه نیکل Inconel 713 LC. دومین همایش مشترک انجمن مهندسین متالورژی و انجمن ریخته گری، کرج، ایران.
  • Komvopoulos K, Nagarathnam K (1990) Processing and characterization of laser-cladded coating materials. J Eng Mater Technol 112(2): 131-143.
  • فریدزاده م، صادقی م، مومنی ع (1400) پوشش دهی لیزری تیتانیوم کارباید/ فولاد زنگ نزن 316 کم کربن به کمک روش سطح پاسخ.نشریه مهندسی مکانیک­امیرکبیر53(2): 1269-1286.
  • Sun G., Zhang Y, Liu C, Li P, Tao X (2009) Microstructure and wear resistance enhancement of semi-steel rolls by laser surface alloying of NiCr-Cr3C2. Lasers Eng 19(5): 347-361.
  • Pan C, Wang H, Wang H, Chang Q, Wang H (2010) Microstructure and thermal physical parameters of Ni60-Cr3C2 composite coating by laser cladding. J Wuhan Univ Technol Mater Sci Ed 25(6): 991-995.
  • Kathuria YP (2001) Nd–YAG laser cladding of Cr3C2 and TiC cermets. Surf Coat Technol 140(3): 195-199.
  • Zhang D, Zhang X (2005) Laser cladding of stainless steel with Ni–Cr3C2 and Ni–WC for improving erosive–corrosive wear performance. Surf Coat Technol 190(2-3): 212-217.
  • Janicki D, Górka J, Kotarska A (2018) Laser cladding of Inconel 625-based composite coatings. Weld Tech Rev 90(9): 6-11.
  • Kim TH, Kim BC (1992) Chromium carbide laser-beam surface-alloying treatment on stainless steel. J Mater Sci 27(11): 2967-2973.
  • Tassin C, Laroudie F, Pons M, Lelait L (1955) Carbide-reinforced coatings on AISI 316L stainless steel by laser surface alloying. Surf Coat Technol 76(2), 450–
  • Verdi D, Garrido MA, Múnez CJ, Poza P (2017) Microscale effect of high-temperature exposition on laser cladded Inconel 625-Cr3C2 metal matrix composite. J Alloys Compd 695: 2696–
  • ذاکری م، نصراصفهانی ع، برکت م (1399) ارزیابی خواص ریز ساختاری روکش کاری لیزری اینکونل 625 روی فولادASTM A575 با استفاده از لیزر فیبری. سومین کنفرانس بین المللی جوشکاری و آزمایش‌های غیرمخرب ایران، بیست و یکمین کنفرانس ملی جوش و بازرسی و دهمین کنفرانس ملی آزمایش‌های غیرمخرب، اصفهان، ایران.
  • Javid Y, Ghoreishi M, Torkamany M J (2015) Preplaced laser cladding of WC powder on Inconel 718 by Nd: YAG laser. Modares Mech Eng 15(7): 98-106.
  • خرّم ع (1400) بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند پوشش دهی با لیزر روی مشخصه‌های هندسی و سختی فولاد 4-17 .نشریه علمی پژوهشی مکانیک سازه‌ها وشاره‌ها . 11(2): 133-143.
  • Khorram, A., Davoodi Jamaloei, A., & Sepehrnia, R. (2022). Analysis of solidification crack behavior for Amdry 997 coating on Inconel 713 LC superalloy by laser cladding process. Optik 264: 169407.
  • Khorram A, Davoodi jamaloei A, jafari A (2019) Surface transformation hardening of Ti-5Al-2.5Sn alloy by pulsed nd:yag laser: an experimental study. Int J Adv Manuf Tech 100: 3085–3099.
  • Khorram A (2021) Microstructural evolution of laser clad Stellite 31 powder on Inconel 713 LC superalloy. Surf Coat Technol 423: 127633.
  • Matysiak H, Zagorska M, Balkowiec A, Adamczyk-Cieslak B, Cygan R, Cwajna J, Nawrocki J, Kurzydłowski K. J (2014) The Microstructure Degradation of the IN 713C Nickel-Based Superalloy After the Stress Rupture Tests. J Mater Eng Perform 23(9), 3305–3313.
  • Šulák I, Obrtlík K, Čelko L, Jech K, and Gejdoš P (2017) High-Temperature Low Cycle Fatigue Resistance of Inconel 713LC Coated with Novel Thermal Barrier Coating," in Proceedings of the 17th International Conference on New Trends in Fatigue and Fracture:49-56.
  • Galizoni BB, Couto AA, Reis DA (2019) Heat Treatments Effects on Nickel-Based Superalloy Inconel 713C. Metals 9(1): 47.
  • Liu XB, Wang HM (2007) Microstructure and tribological properties of laser clad γ/Cr7C3/TiC composite coatings on γ-TiAl intermetallic alloy, Wear 262(5): 514-521.
  • Chehrghani A, Torkamany MJ, Hamedi MJ, Sabbaghzadeh J (2012) Numerical modeling and experimental investigation of TiC formation on titanium surface pre-coated by graphite under pulsed laser irradiation. Appl Surf Sci 258(6): 2068-2076.
  • Wieczerzak K, Bala P, Dziurka R, Tokarski T, Cios G, Koziel T, Gondek L (2017) The effect of temperature on the evolution of eutectic carbides and M7C3→ M23C6 carbides reaction in the rapidly solidified Fe-Cr-C alloy. J Alloys Compd 698: 673-684.
  • Li Y, Gao Y, Xiao B, Min T, Yang Y, Ma S, Yi D (2011) The electronic, mechanical properties and theoretical hardness of chromium carbides by first-principles calculations. J Alloys Compd 509(17): 5242-5249.
  • Khorram A, Davoodi Jamaloei A, Jafari A, Paidar M, Cao X (2020) Microstructural evolution of laser-clad 75Cr3C2+25(80Ni20Cr) powder on Inconel 718 superalloy. J MaterProcess Technol 284, 116735.
مکانیک سازه ها و شاره ها
دوره 12، شماره 5
آذر و دی 1401
صفحه 93-108

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار