جستجو در تالارهای گفتگو

توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر منبع آن مجاز می باشد. ( [Hidden Content] ) عنوان مقاله : مقایسه رفتار تریبولوژیکی TiN و TiCN و CrN در دماهای مختلف مقدمه خواص مکانیکی و پارامترهای تریبولوژیکی پوشش های TiN ، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین عملکرد سایشی پوشش های TiN در دمای بالا و اثر افزایش دما در رفتار تریبولوژیکی این پوشش بر روی فولاد زنگ نزن نیز در مقالات متعددی مورد بحث قرار گرفته است. در این زمینه مطالعاتی با استفاده از تماس لغزشی خشک میان پوشش و ساچمه سرامیکی Si3 N4 انجام شده است. این پژوهش ها با استفاده از تریبومتر پین بر روی دیسک در دماهایی در 600 درجه سانتیگراد به انجام رسیده است. در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد نخستین شیارها که حاصل از افزایش نرخ سایش پوشش هستند، ظاهر می شود. سایش از نوع تغییر شکل داکتیل، مکانیزم غالب در دمای 600 درجه سانتیگراد است که به علت نرم شدن پوشش و زیرلایه ناشی از حرارت بالا صورت می گیرد. رخداد اکسیداسیون در دمای بالای 400 درجه سانتیگراد، اثر روانکاری را در پوشش ایجاد می کند. پوشش های TiCN سختی بالایی دارند. همچنین آنها دارای پایداری شیمیایی و گرمایی بسیار خوبی می باشند. از این پوشش ها در صنعت به منظور ارتقاء مقاومت سایشی در مواردی مثل ابزارآلات برشی استفاده می شود. اخیرا روش هایی بر مبنای فرآیند PVD گسترش یافته است که این امکان را به ما می دهد تا پوشش هایی با مقاومت سایشی بهتری تولید کنیم. مورفولوژی، ساختار، ترکیب و آرایش TiCN در مطالعات متعددی مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعات نشان می دهد که TiCN محلول جامدی از TiN و TiC می باشد که مجموعه ای از مزایا و مشخصات این دو را دارد. در کل TiCN از TiN بسیار بهتر عمل می کند که این امر به خاطر سختی بالاتر و نیز به دلیل نقش کربن به عنوان روانکار است، که باعث کاهش سایش و اصطکاک می شود. رفتار تریبولوژیکی را می توان در زمینه های مختلفی مورد بررسی قرار داد؛ مثل زیرلایه، روش لایه گذاری، استوکیومتری پوشش، ضخامت پوشش، چسبندگی پوشش به زیر لایه، شرایط کاری و ... . اگرچه هنوز اثر دما بر پوشش ها و عمر سایشی آن ها به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است. پوشش های CrN کمترین دمای ممکن را برای تشکیل پوشش نیاز دارد. برخی مقالات در ارتباط با پایه فیزیکی و خواص مکانیکی این فیلم ها تهیه شده اند. اخیرا نیز مطالعات متمرکزی در جهت بررسی مقاومت ضد اکسیدی و ضد خوردگی این پوشش ها به عمل آمده است. دلیل روشنی وجود دارد که این فیلم ها در بعضی موارد بهتر از TiN عمل می کنند، خصوصا به خاطر میکرو سختی بالاتر و چقرمگی بیشتر آن. تحقیقاتی که در مورد عملکرد سایشی فیلم CrN انجام شده است، نشان می هد که این فیلم مقاومت سایش بهتری نسبت به TiN از خود نشان می دهد. باید توجه داشت که در بسیاری از کاربردهای مهم مهندسی در ارتباط با پوشش ها که در آنجا دما از 100 درجه سانتیگراد تجاوز می کند، رفتار تریبولوژیکی پوشش های مختلف، و به خصوص رفتار سیستم های پوشش – زیر لایه در دماهای بالا، به طور مطلوبی تاکنون توصیف شده است. هدف این مقاله نشان دادن این موضوع است که عملکرد تریبولوژیکی پوشش های TiN و TiCN و CrN که به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شوند، در ارتباط با رفتار سایشی و اصطکاکی آن ها در دمای بالا می باشد.

به تناسب کاربرد روش های دستی و اتوماتیک جوشکاری، روش پلاسما، شیوه موثری برای تولید در مقیاس کوچک و افزایش دقت جوشکاری است. جوشکاری پلاسما از سال 1964 میلادی، با توجه به مزایای اصلی آن مانند کنترل و دقت بیشتر و تولید جوش هایی با کیفیت بالاتر به همراه استفاده از الکترودهای بادوام در کارهایی با حجم زیاد، توسعه یافت. اکنون از پلاسما برای جوشکاری هر چیزی استفاده می شود : ازوسایل جراحی و آشپزخانه ازطریق صنایع غذایی گرفته تا تعمیر پره های موتور جت. درواقع پلاسما گازی است که در دمای خیلی زیاد، گرم و یونیزه شده بطوریکه هادی جریان الکتریکی می شود . فرایند جوشکاری قوسی پلاسما شبیه GTAW (جوشکاری با الکترود تنگستنی به همراه گاز محافظ ) است که از پلاسما برای انتقال جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس به قطعه کار استفاده می شود . قطعه کار براثر گرمای شدید قوس ، گداخته و ذوب می شود. انواع فلزاتی که می توانند توسط پلاسما جوش داده شوند عبارتند از : فولاد ضدزنگ، فلزات دیرگداز و دیگر فولاها: تیتانیم، تانتالیم، مس، برنج، طلا، نقره، الیاژی از آهن و نیکل و کبالت (kovar )و Inconel و zircalloy .

کاربرد تنگستن در فولاد تنگستن كاربرد زيادي در توليد فولادهاي ابزار داشته و اخيرا در توليد فولادهاي پرآلياژي مقاوم در برابر حرارت نيز استفاده مي شود. تنگستن بسيار سنگين بوده و وزن اتمي آن 184 و نقطه ذوب 3410 C دارد.ساختار كريستالي آن bcc است و در فولاد، فريت زا و كاربيد زاي بسيار قوي است. سختي پذيري را افزايش مي دهد و كاربيدهاي مقاوم در برابر سايش ايجاد كرده و بالاخص از افت سختي در دماهاي بالا كه امري رايج در نوك ابزار است جلوگيري مي كند. در الكترودهاي جوشكاري نيز تنگستن اضافه مي شود تا سطح مقاوم در برابر سايش ايجاد نمايد مقادیر کمی از تنگستن سختی پذیری آستنیت را شدیدا افزایش داده و از طریق تشکیل محلول جامد فریت را تا حد متوسطی افزایش می دهد. تمایل تنگستن به ترکیب با کربن بسیار زیاد بوده و کاربید آن خیلی سخت و مقاوم به سایش است. فولادهای تنگستن دار با سختی ثانویه در برابر تمپر مقاوم بوده و از اینرو مقاومت به سایشی را ارتقا ء داده ودر دماهای بالا دارای استحکام زیادی خواهند بود. در فولادها، تنگستن کاربیدهای کمپلکس Fe4W3C یا Fe4W2C تشکیل می دهد و در برخی مواقع ، این کاربید ها به کاربیدهای ساده WC تجزیه می شوند. انحلال کاربیدهای تنگستن در آستنیت بسیار مشکل بوده و برای رسیدن به تعادل در فولادهای تنگستن به زمان آستنیته کردن بیشتری نیاز است. این انحلال کم کاربیدها مربوط به اندازه دانه کوچک فولادهای تنگستن دار بوده که متاثر از اثر محدود کنندگی رشد دانه توسط کاربید های حل نشده است. تنگستن همانند فریت زاهای دیگر، دمای یوتکتوئید را افزایش داده و درصد کربن یوتکتوئید را می کاهد و در نتیجه مقدار کاربید آزاد فولاد را در همان درصد کربن مشابه افزایش می دهد. این افزایش درصد کاربید آزاد سبب افزایش مقاومت سایش فولادهای تنگستن دار می شود. تنگستن سختی و استحکام کششی فولادهای کربنی ساده و پر کربن را افزایش می دهد ولی به ندرت به تنهایی در فولادها استفاده می شوند، چراکه می توان با کمک از عناصر آلیاژی ارزان دیگر برای رسیدن به خواص مورد نظر استفاده کرد. در دماهای کوئنچ کم که اندازه دانه کم بدست می آید، فولادهای تنگستن در مقایسه با فولادهای کربنی ساده از سختی پذیری کمی با درصد کربن مشابه برخوردار خواهند بود ولی با افزایش درصد زمان و دمای آستنیته کردن به دلیل انحلال زیاد کاربید ها ، سختی پذیری آنها در مقایسه با فولادهای ساده کربنی افزایش می یابد. در تولید فولادهای ابزار بالاخص فولادهای ابزار تند بر ، یکی از عناصر اصلی تنگستن است. تنگستن در فولادهای تند بر زمینه ای ایجاد می کند که در حین تمپر نرم نمی شود و کاربیدها بسیار سخت و مقاوم به سایش می باشند. این مقاومت به تمپر زمینه سبب شده که استحکام در دمای بالا و چقرمگی در سختی معین خوبی داشته باشد. این فاکتور مهمی است چرا که توانایی برش و تغییر شکل ابزار تندبر و قالب کار گرم بستگی به سختی و استحکام در دمای کاری سطوح دارد. تنش های داخلی که در حین کوئنچ فولادهای تنگستن دار ایجاد می شود ، در دماهای بالا آزاد می شوند. این نوع آزاد شدن تنش بدون کاهش سختی بوده فلذا قطعه می تواند تنش های کاری را تحمل کند. در بیشتر عملیات های برش کاری از فولادهای تند بر استفاده می شود.یکی از این فولادها دارای ترکیب 18%W,4%Cr,1% V,0.7% C می باشد. افزایش درصد تنگستن بیشتر از این مقدار سبب زیاد شدن مقاومت سایشی شده ولی چقرمگی را می کاهد. در درصدهای کمتر از 18% ، مقاومت سایشی کاهش یافته و حساسیت به رشد دانه در دماهای کوئنچ بالا را می افزاید. خواص برشکاری خوب با افزایش همزمان درصد کربن و وانادیم این نوع فولادها بدست می آید.به عنوان مثال فولاد با 1.2% C,14%W,4%Cr,4.5%V بهتر از فولاد 18-4-1 برای مته ها می باشد. ادامه دارد ....