ارزیابی تنش‌های پسماند در پوشش‌کاربید تنگستن کبالت حاصل از فرآیند HVOFبا استفاده از روش XRD

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد شناسایی و انتخاب مواد مهندسی، دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشیار دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

تنش‌های پسماند، خاصیت جدایی‌نا‌پذیرِ پوشش‌های پاشش حرارتی مانند پوشش‌های کاربید تنگستن کبالت، بسته به حالت‌شان می‌توانند برای عملکرد و عمر قطعه زیان‌بار یا مفید باشند. در پژوهش حاضر، هدف بررسی تنش‌های پسماند در راستای ضخامت پوشش پاشش حرارتی WC-12Co حاصل از فرآیند HVOF بود. این تنش‌ها با استفاده از پراش پرتو X در سطح آزاد پوشش و در راستای ضخامت پوشش در عمق‌های 50، 150، 230 و 300 میکرومتر بررسی شدند. تنش پسماند در عمق 50 میکرومتر کششی و در سطح آزاد پوشش و در عمق‌های دیگر فشاری به دست آمد. دیده شد که با نزدیک شدن به فصل مشترک بعد از 50 میکرومتر بزرگی تنش افزایش می‌یابد که علت آن غالب بودن تنش پینینگ و تنش عدم تطابق حرارتی بر تنش‌های کوئنچ است. متوسط تنش پسماند در امتداد ضخامت برابر MPa 1/157-  و فشاری به دست آمد که برای کارکرد قطعه مفید است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Residual Stresses Evaluation in Tungsten Carbide Cobalt Coating from HVOF Process Using XRD Method

نویسندگان [English]

  • Robab Sales 1
  • Salman Nourouzi 2
چکیده [English]

Residual stresses, that are inherent in thermal spray coatings as in tungsten carbide cobalt thermal coatings, can be useful or damaging for efficiency and life of specimen relate to their state. The present investigation has been done in order to determine the residual stresses through thickness in WC-12Co thermal spray coating from HVOF Process. These stresses were determined in surface of coating and through the thickness in 50, 150, 230 and 300 µm depths. Residual stresses were obtained tensile in 50 µm depth and compressive for surface of coating and other depths. It was observed that by approaching to the interface, further 50 µm, the magnitudes of stresses increase because the peening and thermal mismatch stresses dominant the quenching stresses. The average residual stress through coating thickness was calculated -157.1 MPa and compressive that is useful for the efficiency of specimen.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Residual stresses
  • Tungsten carbide cobalt coatings
  • HVOF
  • X-ray diffraction stress analysis
  • Thermal spray coating

1-       Bruno, G., Fanara, C., Guglielmetti, F., & Malard, B. (2006). Characterization and residual stress analysis of wear resistant Mo thermal spray-coated steel gear wheels. Surface & Coatings Technology, 200, 4266-4276.

2-       Greving, D. J., Rybicki, E. F., Shadley, J. R., & Xiong, Y. (1994). Through-thickness residual stress evaluations for several industrial thermal spray coatings using a modified layer-removal method. Journal of Thermal Spray Technology, 3(4), 379-388.

3-       He, B.B. (2009). Two-dimensional X-Ray diffraction. John Wiley & Sons Publication, 249-329.

4-       Liao, H., Normand, B., & Codde, C. (2000). Influence of coating microstructure on the abrasive wear resistance of WC/Co cermet coatings. Surface and Coatings Technology, 124, 235-242.

5-       Pina, J., Dias, A., & Lebrun, J.L. (2003). Study by X-ray diffraction and mechanical analysis of the residual stress generation during thermal spraying. Materials Science and Engineering, A347, 21-31.

6-       Santana, Y.Y., Renault, P.O., Sebastiani, M., La Barbera, J.G., Lesage, J., Bemporad, E., Le Bourhis, E., Puchi-Cabrera, E.S., & Staia, M.H. (2008).Characterization and residual stresses of WC–Co thermally sprayed coatings. Surface & Coatings Technology,  202, 4560–4565.

7-       Totemeier, T.C., & Wright, J.K. (2006). Residual stress determination in thermally sprayed coatings—a comparison of curvature models and X-ray techniques. Surface & Coatings Technology, 200, 3955-3962.

8-       Wang, T., Zhao, Sh., Hua, W., Li, J., Gong, J., & Sun, Chao, (2010). Estimation of residual stress and its effects on the mechanical properties of detonation gun sprayed WC–Co coatings. Materials Science and Engineering, 527, 454-461.

9-       Withers, P.J., & Bhadeshia, H.K.D.H. (2001). Residual stress part 1: measurement techniques. Materials Science and Technology, 17, 355-365.