تاثیر سرعت انجماد بر رفتار خوردگی و سایشی چدن های داکتیل آستمپر کاربیدی
چکیده
چدنهای داکتیل آستمپر کاربیدی (cadi) یکی از جدیدترین مواد مهندسی درتولید قطعات مقاوم به سایش و خوردگی سایشی می باشد. درتحقیق پیش رو، از دو روش همزمان مبردگذاری با ضخامت های مختلف و اضافه نمودن عناصر آلیاژی کاربیدزا در فرآیند ریخته گری جهت ایجاد کاربید و توزیع یکنواخت آن در ساختار استفاده شد. مدل ریخته گری بر اساس استاندارد afs انتخاب و تعداد 4 بلوک ریخته گری با ضخامت های مختلف مبرد مسی و یک بلوک به عنوان بلوک شاهد تهیه شد. پس از ریخته گری قطعات، عملیات حرارتی آستمپرینگ با پارامترهای بهینه شده دما و زمان بر روی نمونه ها انجام شد. مطالعات میکروسکوپی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ نوری و بررسی خواص مکانیکی، به وسیله ی سختی سنجی ویکرز انجام شد. رفتار سایشی نمونه ها مطابق با استاندارد g65 astm در محیط دوغاب ماسه سیلیسی و مسافت 1000 متر مورد ارزیابی قرار گرفت. رفتار خوردگی الکتروشیمیایی نمونه ها به وسیله ی آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و اندازه گیری های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (eis) در محلول سدیم کلراید 3/5% مورد مطالعه قرار گرفت. آنالیز فازی و عنصری محصولات خوردگی تشکیل شده روی سطح نمونه ها به وسیله روش پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف نگاری انرژی پراش پرتو ایکس (eds) انجام شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که با افزایش سرعت سرد شدن، تعداد کره های گرافیت، یکنواختی توزیع آنها در ساختار، کاهش اندازه کاربید های ریخته گری (کاربیدهای که در اثر مبردگذاری به وجود می آیند) و یکنواختی توزیع تیغه های کاربید در زمینه افزایش می یابد. بررسی رفتار خوردگی cadi نشان داد که خوردگی در این چدن ها به میزان زیادی متاثر از ریز ساختار است. نتایج نشان می دهند با افزایش تعداد کره-های گرافیت و توزیع یکنواخت تر آنها در زمینه چدن در اثر افزایش نرخ سرد شدن مذاب، نرخ خوردگی کاهش می یابد. این بهبود رفتار خوردگی به سبب کاهش اختلاف نسبت سطح آند به کاتد در ساختار cadi می-باشد. نتایج نشان می دهد که این آلیاژ ضمن دارا بودن مجموعه ای از خواص مکانیکی مطلوب از مقاومت به سایش عالی نیز برخوردار است. حضور آسفریت به همراه کاربید های ریخته گری (ناشی از روش مبرد گذاری) و همچنین کاربید های ناشی از اضافه نمودن عنصر آلیاژی کروم (cr) در این آلیاژ، از عوامل افزایش استحکام و مقاومت به سایش بالا در cadi محسوب می شوند. علاوه بر این، نتایج نشان می دهند سختی و مقاومت به سایش با افزایش سرعت انجماد و کاهش دمای آستمپر کردن افزایش می یابد.