رفتار تریبولوژیکی فولاد ابزار کربنی با پوشش ترکیبات بین فلزی Fe-Al
نویسندگان
چکیده
ریزساختار و نوع فازهای تشکیل شده توسط متالوگرافی، سختی سنجی، پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروآنالیز (EDX) و اسپکتروسکوپی پلاسمایی (GDOS) مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر تشکیل ساختار سه لایه ای بر سطح نمونه های آلومینایز شده است که لایه اول 2Fe5Al و لایه های بعدی به ترتیب AlFe و 3AlFe هستند. همچنین در سطح نمونه ها پس از آلومینایزینگ و آنیل نفوذی در زمان بهینۀ 30 ساعت ساختار دولایه ای متشکل از AlFe در لایه اول و 3AlFe در لایه دوم تشکیل شد.
نتایج آزمایشهای سایش نشان می دهد که این نوع پوشش رفتار سایشی و اصطکاکی فولاد ابزار کربنی را به نحو مؤثری بهبود داده است. به طوری که بررسی سطوح، مقاطع و ذرات سایش نشان داده است، مکانیزم غالب سایش فولاد بدون پوشش، ورقه ای شدن همراه با خیش خوردن است و مکانیزم غالب سایش در نمونه ای که پس از آلومینایزینگ در زمان بهینه آنیل نفوذی شده از نوع ورقه ای شدن همراه با سایش اکسیداسیونی است.
عنوان مقاله [English]
Tribological Behaviour of Fe-Al Intermetallic Compound Coated Carbon Tool Steel
نویسندگان [English]
- M. Shamanian
- M. Salehi and F. Ashrafizadeh
The use of Fe-Al intermetallic compound coatings has been investigated in order to improve the tribological behaviour of carbon tool steel. The coatings were formed by a pack cementation process and subsequently diffusion annealing at 900˚C in an argon controlled atmosphere. The optimum diffusion time was selected on the basis of optimum thickness and tribological behaviour.
The microstructure and the phases developed on the surface were identified by metallography, microhardness, X-ray diffraction (XRD), microanalysis (EDX) and glow discharge optical spectroscopy (GDOS) techniques. Experimental results indicate that a three layer coating is formed on the surface of the aluminized specimens, the outermost layer being identified as Fe2Al5 and the underlying layers as FeAl and Fe3Al. A two layer coating was formed on the surface of the aluminized and subsequently diffusion annealed specimen at the optimum time. The FeAl and Fe3Al have been formed on and below the surface, respectively.
The results from wear testing indicate that these coatings improve the wear and frictional behaviour of carbon steel significantly. The predominant wear mechanisms of diffusion annealed specimens were identified as delamination and oxidative wear.
)