16019

16019

ساخت آلياژ بابيت (پايه قلع) و سطح نشاني آن بر روي فولاد ساده كربني

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

فروردين 1395

فروردين 1395

دكتر شمس الدين ميردامادي

دكتر باقرمحمد صادقي

مواد و متالورژي

چكيده در اين تحقيق آلياژ بابيت پايه قلع گريد 3 استاندارد ASTM-B23 به‌عنوان يك آلياژ با مقاومت سايش مطلوب ابتدا آلياژسازي و سپس با روش ريخته‌گري ثقلي و ريخته‌گري گريز از مركز و همچنين سيم بابيت گريد 2 استاندارد ASTM-B23 پايه قلع با استفاده از پاشش شعله‌اي اكسي-استيلن روي زيرلايه فولادي CK45 اعمال شدند. ريزساختار آلياژ بابيت‌هاي اعمال‌شده با ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي بررسي شد. اتصال پيوند مابين بابيت و زيرلايه با روش پژواك پالس (برگشت صوت) غير مخرب آزمايش فراصوتي و آزمايش مخرب چالمرز بررسي شد. رفتار سايشي بابيت‌هاي اعمال‌شده با پيكربندي پين روي ديسك تحت بار N10 و سرعت m/s12/0 تا مسافت 1000 متر تحت شرايط لغزشي خشك در دماي اتاق بررسي شد و سطوح سايشي با ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مطالعه قرار گرفت. متوسط اندازه تركيبات مكعبي شكل SnSb در بابيت ريخته شده ثقلي و گريز از مركز به ميزان μm100 و تقريباً با يكديگر برابر و در برخي موارد اندكي بزرگ¬تر براي بابيت ريخته شده ثقلي، اندازه تركيبات سوزني و ستاره‌اي شكل Cu6Sn5 در بابيت ريخته‌گري ثقلي نسبت به ديگر بابيت‌هاي اعمال‌شده به روش گريز از مركز و پاشش سيم بابيت بزرگ‌تر و تمام تركيبات بين فلزي بابيت پاشش شده نسبت به تركيبات بين فلزي ديگر بابيت‌ها كوچك‌تر بود. نتايج آزمايش فراصوتي و چالمرز و تصاوير ميكروسكوپي از فصل مشترك همگي تائيد كننده يكديگر هستند. دوفلزي‌هاي گريز از مركز با بيشترين استحكام چالمرز MPa127 نسبت به دوفلزي‌هاي ثقلي (MPa62) و پاششي (MPa25) (قفل شوندگي مكانيكي بابيت به زيرلايه) استحكام اتصال بيشتري را نشان مي‌دهند كه به دليل ضخامت لايه¬ي آلياژي نازك (μm1) نسبت به بابيت ثقلي (μm15) است. بابيت پاشش شده به دليل دارا بودن تركيبات بين فلزي كوچك‌تر نسبت به ساير بابيت‌ها مقاومت به سايش بالاتري دارد. كاهش جرم ناشي از سايش پس از طي مسافت m1000 براي بابيت ثقلي به ميزان 18 ميلي¬گرم و براي بابيت ريخته¬گري شده گريزازمركز 16 ميلي¬گرم است كه به مراتب بيشتر از ميزان كاهش جرم بابيت پاششي به ميزان 5/11 ميلي¬گرم است. مكانيسم غالب سايش در بابيت ثقلي و گريز از مركز با توجه به شكل شيارها و حفرات، خراشيدگي و كندگي است. بابيت پاششي كمترين ضريب اصطكاك (تقريبا 4/0) را دارد. وجود ميكرو ترك‌هاي عمود بر سطح لغزشي به‌عنوان مشخصه سطح سايش بابيت پاششي نشان مي‌دهد كه مكانيسم غالب خستگي كم چرخه است. واژه‌هاي كليدي: دوفلزي، بابيت پايه قلع، آزمايش فراصوتي، آزمايش چالمرز، سايش.