به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « laser cladding » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »

تکرار جستجوی کلیدواژه « laser cladding » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • معصومه نوذری نژاد، محمدرضا ابوطالبی*، سید حسین سیدین، سید مسعود برکت

    در این پژوهش، آلیاژ انتروپی بالای جدید Al0.5CoCrFeNiNb0.5-Si0.1 با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز و پودر حاصله با روش رسوب نشانی مستقیم لیزری روی اینکونل 718 پوشش دهی شد. برای تشکیل پوششی مطلوب، اثر متغیرهای فرآیند روکش کاری لیزری شامل توان لیزر، نرخ تغذیه پودر و سرعت روبش لیزر با استفاده از 24 گروه آزمایشی بررسی گردید. برای مشخصه یابی پودرهای سنتزی از آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و جهت بررسی مشخصات هندسی و درصد آمیختگی روکش های تک پاس از میکروسکوپ نوری استفاده گردید. الگوی XRD پودر سنتزی نشان داد که یک محلول جامد تک فاز BCC پس از 30 ساعت آسیاب کاری تشکیل شد. تصاویر SEM نیز نشان دهنده تشکیل محلول جامد پس از 30 ساعت آلیاژسازی مکانیکی در نمونه بوده و نتایج EDS سازگاری ترکیب شیمیایی اسمی آلیاژ موردنظر را با نمونه سنتزی تایید نمود. بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری و محاسبات هندسی روکش های تک پاس نشان داد که افزایش توان لیزر و کاهش سرعت روبش منجر به افزایش عرض پوشش گردید. ارتفاع روکش های تک پاس نیز با کاهش سرعت روبش و افزایش نرخ تغذیه پودر افزایش یافت. هم چنین، از میان متغیرهای موردبررسی، توان لیزر بیش ترین تاثیر را روی مقدار عمق نفوذ و آمیختگی داشت. به طور کلی نتایج نشان داد که شرایط مطلوب برای رسوب نشانی مستقیم لیزری آلیاژ انتروپی بالا روی اینکونل 718 در توان W 500، نرخ تغذیه mg/s 100 و سرعت روبش mm/s 4 حاصل می گردد.

    کلید واژگان: آلیاژ انتروپی بالا, آلیاژسازی مکانیکی, روکش کاری لیزری, اینکونل 718, متغیرهای عملیاتی}
    M. Nozari Nezhad, M. Aboutalebi, S. H. Seyedein, S. M. Barekat

    In this research, the new high entropy alloy of Al0.5CoCrFeNiNb0.5-Si0.1 was synthesized by mechanical alloying process. Then, the synthesized powder was deposited on Inconel 718 through direct laser deposition process. The effect of process parameters of laser cladding, such as laser power, powder feeding rate and scanning speed was investigated with 24 experiments for forming the optimized single-track claddings. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to characterize the synthesized powders. Also, Optical Microscopy (OM) was used for investigation of geometry features and dilution of single-track clads. The XRD patterns of powder demonstrated that a singlephase solid solution (BCC) was formed after 30 hours of milling. SEM micrographs indicated the formation of solid solution after 30 hours. Also, the EDS results confirmed the compatibility of the chemical composition of the desired alloy with synthesized sample. OM images and geometrical calculations demonstrated that increasing the laser power and reducing the scanning speed led to increasing the width of single-track clad. The thickness or the height of single-track clads also was increased by reducing the scanning speed and increasing the feeding rate. Moreover, it was investigated that the laser power had the most effect on the penetration depth and dilution. The optimal conditions for direct laser deposition of synthesized powder on Inconel 718 was laser power of 500 W, feeding rate of 100 mg/s and laser scanning speed of 4 mm/s.

    Keywords: High entropy alloy, Mechanical alloying, Laser cladding, Inconel 718, Process parameters}
  • A .Rabieifar, V .Abouei Mehrizi, M .Ghanbari Haghighi

    Functionally graded materials (FGMs) revealed an immense growth with worldwide demand. This paper describes a brief review of the feasibility of production methods (solid, liquid, and gaseous methods) chosen for FGMs, with the aid of schematic diagrams. Advanced FGM fabrication techniques such as additive manufacturing and laser deposition, which have been gaining importance are also explored. The evolution of fabrication techniques is correlated to the industrial requirements along with their merits and limitations. This review article also highlights some advanced engineering applications observed for FGMs. Comparing various fabrication technologies employed for FGMs, centrifugal casting was the most established and economically feasible method that met vast industrial product demands like hybrid and double-graded FGMs. Powder metallurgy was preferred for bulk gradation in spite of their sharp transitions across layers. Advanced FGM fabrication techniques like additive manufacturing, electrochemical gradation, and laser deposition techniques improved critical production parameters like precision, gradation control, etc. Thermal spraying successfully improved the heat insulation performance of FGMs.

    Keywords: Functionally Graded Materials, Processing Techniques, Additive Manufacturing, Laser Cladding}
  • Fabio Edson Mariani, Gabriel Viana Figueiredo, German Barragan*, Luiz Carlos Castelleti, Reginaldo Teixeira Coelho

    Elevating component performance through advanced surface coatings finds its epitome in the domain of laser cladding technology. This technique facilitates the precision deposition of metallic, ceramic, or cermet coatings, accentuating their superiority over conventional methods. The application spectrum for laser-clad metallic coatings is extensive, encompassing critical components. Central to the efficacy of laser cladding is the modulation of laser parameters—encompassing power, speed, and gas flow—which decisively influence both process efficiency and coating properties. The meticulous calibration of these parameters holds the key to producing components endowed with refined attributes while ensuring the sustainable continuation of the process. As such, this study embarks on an empirical investigation aimed at transcending existing process limitations. It delves into the characterization of laser-clad WC-17Co coatings on AISI H13 and AISI 4140 steels. The importance of WC-17Co coatings lies in their capacity to enhance wear resistance, extend component life, reduce maintenance costs, and improve the performance of various industrial components across diverse sectors. On the other hand, the substrates have pivotal roles. AISI H13 is lauded for its exceptional hot work capabilities, while AISI 4140 steel is renowned for its robust strength and endurance. Through rigorous evaluation, the resultant deposited coatings offer crucial insights into the efficacy of manufacturing parameters. Employing a comprehensive suite of analytical techniques including laser confocal microscopy, Vickers microhardness assessment, and micro-adhesive wear testing, the study thoroughly characterizes the samples. The outcomes underscore the achievement of homogenous coatings marked by elevated hardness and exceptional wear resistance, thereby signifying a substantial enhancement over the substrate materials.

    Keywords: laser cladding, AISI H13, AISI 4140, WC-17Co, coatings}
  • محمدحسین فرشیدیان فر*، سید فریبرز اشراقی، سیده فاطمه نبوی، انوشیروان فرشیدیان فر

    هدف مطالعه حاضر بیان ویژگی های روکش کاری لیزری و کاربرد آن در سه حوزه پوشش دهی، تعمیر/بازسازی و نمونه سازی است. از جمله نوآوری این پژوهش می توان مقایسه ویژگی ها و برتری های روکش کاری لیزری با سایر روش های مرسوم نظیر تیگ و... با ذکر نمونه مطالعاتی را نامبرد. همچنین، بررسی حوزه های پوشش دهی، تعمیر/بازسازی و نمونه سازی روکش کاری لیزری با ذکر مثال عینی صنعتی به جهت درک کاربرد دقیق از دیگر نوآوری های مطالعه حاضر محسوب می شود. به عبارت دیگر، نوآوری این پژوهش، ارایه ویژگی ها و کاربرد روکش کاری لیزر در سه حوزه پوشش دهی، بازسازی و نمونه سازی قطعات صنعتی در مقایسه با سایر روش ها است که در مطالعه ای بدان پرداخته نشد. در این راستا، نخست مزایای این تکنولوژی ارایه خواهندشد. جزییات فرایند پوشش دهی لیزری دیسک های ترمز بیان می شوند. نحوه تعمیر نازل سوخت توربین گازی و بازسازی بدنه موتور لوکوموتیو به روش لیزری نیز معرفی خواهندشد. مثال برجسته نمونه سازی لیزری یعنی تولید محفظه احتراق موتور هلیکوپتر نیز بررسی می شود. به جهت درک بهتری، مروری جامع و کامل بر مطالعات پیشین ارایه خواهدشد. در نهایت سرعت و توان های مورداستفاده در هر یک از سه حوزه پوشش دهی، بازسازی و نمونه سازی لیزری معرفی می شود.

    کلید واژگان: لیزر, روکش کاری لیزری, پوشش دهی, تعمیر, نمونه سازی}
    MohammadHossein Farshidianfar *, Seyed Fariborz Eshraghi, Seyedeh Fatemeh Nabavi, Anooshiravan Farshidianfar

    The aim of this study is to provide the characteristics of laser cladding and its application in three areas of coating, repair and prototyping. Among the innovations of this research, we can compare the features and advantages of laser coating with other conventional methods such as tags, etc. by mentioning sample studies. Also, the study of the areas of coating, repair / reconstruction and prototyping of laser coating with mentioning an objective industrial example in order to understand the exact application of other innovations of the present study is considered. In other words, the innovation of this research is the presentation of features and application of laser coating in three areas of coating, reconstruction and prototyping of industrial parts in comparison with other methods that were not addressed in a study. In this regard, the benefits of this technology will be presented first. Details of the laser coating process of the brake discs are given. How to repair the gas turbine fuel nozzle and rebuild the locomotive engine body by laser method will also be introduced. A prominent example of laser prototyping is the production of a helicopter engine combustion chamber. For a better understanding, a comprehensive overview of previous studies will be provided. Finally, the speed and capabilities used in each of the three areas of coating, reconstruction and laser prototyping are introduced.

    Keywords: Laser, Laser cladding, Coating, Repair, Rapidprototype}
  • محمدرضا برهانی*، رضا شجاع رضوی، فرید کرمانی، محمد عرفان منش، مسعود برکت، حامد نادری سامانی، معین شهسواری

    هدف از انجام این پژوهش، روکش کاری لیزری پودرهای استلایت 6 و فولاد زنگ نزن PH4-17روی زیرلایه فولاد  زنگ نزن PH4-17 و بررسی ریزساختار انجمادی آن است. نتایج نشان داد ریزساختار پوشش استلایت6 دارای فاز زمینه محلول جامد کبالت با ساختار FCC و کاربیدهای Cr7C3 و Cr23C6 است. همچنین مقادیر فاصله دندریت اولیه و فاصله بازوی ثانویه دندریت با دور شدن از فصل مشترک کاهش یافته است؛ دلیل این موضوع مربوط به تفاوت سرعت سرد شدن در نقاط مختلف پوشش است. ریزساختار روکش فولاد زنگ نزن PH4-17 شامل فازهای مارتنزیتی، فریتی و آستنیتی است؛ با توجه به ترکیب شیمیایی یکسانی که زیرلایه با پوشش داشته، درصد وزنی عناصر ازجمله آهن، نیکل، کروم و مس از روکش به سمت فصل مشترک تغییری نداشته و بیانگر یکنواختی ترکیب شیمیایی پوشش و زیرلایه است. ریزسختی محاسبه شده برای روکش استلایت6 ، زیرلایه و پوشش فولاد  زنگ نزن PH4-17  به ترتیب در حدود  480 ، 350 و 350ویکرز است. دلیل بیشتر بودن ریزسختی پوشش، وجود کاربیدهای کروم (Cr7C3 و Cr23C6) تشکیل شده در زمینه کبالتی و زمینه محلول جامد کبالتی پوشش است.

    کلید واژگان: روکش کاری لیزری, استلایت 6, زنگ نزن PH4-17, ریزساختار انجمادی, سختی}
    M.R. Borhani*, S.R. Shoja Razavi, F. Kermani, M. Erfan Manesh, S.M. Barekat, H. Naderi Samani, M. Shahsavari

    The purpose of this research is to laser cladding of stellite6 and stainless steel 17-4PH powders on the substrate of stainless steel 17-4PH, and investigate its solidification microstructure. The results showed that the microstructure of the stellite6 cladding has a cobalt solid solution ground phase with an FCC structure and Cr7C3 and Cr23C6 carbides. Also, the values ​​of the primary dendrite distance and the distance of the secondary dendrite arm have decreased by moving away from the interface; The reason for this is related to the difference in the cooling rate in different parts of the coating. The microstructure of 17-4PH stainless steel coating includes martensitic, ferritic, and austenitic phases; Due to the same chemical composition of the substrate and the cladding, the weight percentage of elements such as iron, nickel, chromium, and copper did not change from the cladding to the interface. It indicates the uniformity of the chemical composition of the cladding and the substrate. The calculated microhardness for the cladding of stellite6, the substrate and the cladding of stainless steel 7-4PH is about 480, 350, and 350 respectively. The reason for the higher microhardness of the cladding is the presence of chromium carbides (Cr7C3 and Cr23C6) formed in the cobalt field and the cobalt solid solution field of the cladding.

    Keywords: Laser cladding, Stellite, 17-4PH stainless, Solidification microstructure, Microhardness}
  • M. Taheri *, A. Salemi Golezani

    Nickel-based superalloys are one of the main components of fixed and moving blades of land and air gas turbines. Susceptibility of substrate and coating during Rene80 superalloy coating with IN625 was investigated by laser cladding method. For this purpose, the substrate was selected under two conditions of casting and solution heat treatment. Microstructural studies showed that the coating, despite maintaining its hardness due to NbC carbide and Ni2(Cr,Mo) phases, did not form cracks and pores. However, in the coating-substrate interface and heat affected zone of the casting sample, cracking occurred due to the high absorption of process stresses by MC carbide (TiC) and γ´ phase as well as partial melting of these two phases. However, in the case of heat treatment, due to the dissolution of these phases and the low hardness of the substrate, the conditions of non-stress absorption and stress release further reduced the sensitivity to cracking.

    Keywords: : Laser Cladding, Rene80, IN625, HAZ Crack}
  • امین استقامت، فرزاد خدابخشی*، سید فرشید کاشانی بزرگ
    فلز تیتانیوم همواره به دلیل خواص منحصربه فردازجمله نسبت استحکام به وزن بالا،  مقاومت به خوردگی عالی و... موردتوجه صنعت قرارگرفته است. در کنار این خواص مطلوب، خواص سطحی تیتانیوم به دلایلی ازجمله حساس نبودن به عملیات حرارتی چون فولاد و فعال بودن در محیط با افزایش دما، با محدودیت روبرو است. ازاین رو بهبود خواص سطحی زمینه گستره وسیعی از پژوهش ها بر روی تیتانیوم بوده است. یکی از روش های نوین بهبود خواص سطحی استفاده از پرتو لیزر است. در پژوهش حاضر با استفاده از پرتو لیزر فیبری، پودر کامپوزیتی کاربید تنگستن-کبالت از طریق تزریق مستقیم به داخل حوضچه مذاب سبب تشکیل لایه کامپوزیت سطحی بر روی زیرلایه تیتانیوم خالص تجاری گردید. متغیرهای اصلی فرآوری از قبیل حرارت ورودی و نرخ تغذیه پودر جهت تولید لایه های کامپوزیت سطحی عاری از عیب بهینه شدند. با انجام بررسی های ریزساختاری تحولات فازی ممکن از قیبل ماتنزیتی شدن زمینه و تشکیل فاز β در زمینه α در خصوص این سیستم کامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین،واکنش های درجا و تجزیه فازی ترکیب کاربید تنگستن-کبالت در حین فرآوری بررسی گردید. نتایج به دست آمده از آزمون سختی سنجی ویکرز لایه های کامپویتی، حکایت از تشکیل یک لایه روکش بسیار سخت با مقدار سختی حدود 1900 ویکرز دارد که با فاصله گرفتن از سطح لایه به سمت داخل و انحلال پودر مرکب تزریقی در زیرلایه از سختی آن کاسته می شود. این میزان افزایش سختی حکایت از یک سخت کاری سطحی بیش از 10 برابری نسبت به تیتانیوم پایه را دارد.
    کلید واژگان: روکش کاری لیزری, تیتانیوم خالص تجاری, کاربید تنگستن-کبالت, ریزساختار, خواص مکانیکی}
    Amin Esteghamat, FARZAD KHODABAKHSHI *, Seyyed Farshid Kashani-Bozorg
    Titanium has been a widely used alloy in industrial applications due to its excellent specific strength, high corrosion resistance, etc. Despite these superior characteristics, poor surface properties such as low hardness limit titanium applications. Many studies were conducted on surface properties improvement on titanium and its alloys. Laser alloying is one of the newest methods in order to enhance the surface properties of the parts. In this study, using a fiber laser beam as an energy source, titanium substrate was subjected to surface melting and surface alloying by introducing tungsten carbide (WC) particles. Two critical parameters, including laser power and scanning speed, were optimized, and defects were successfully eliminated. The influence of process parameters on defects, size, and shape of the melt pool and HAZ was discussed. Various microstructural characterizations were implemented to study the possible phase transformations in the examined system. Microhardness results show that on the surface of alloyed samples, the microhardness significantly increases and reaches 1900 Hv, which gradually moves towards the substrate and reaches 150 Hv in the substrate.
    Keywords: Laser cladding, Commercially Pure Titanium, WC-Co, Microstructure, Mechanical properties}
  • محمدهادی ذاکری*، علیرضا نصراصفهانی، سید مسعود برکت

    در این پژوهش، ریزساختارلایه روکش شده اینکونل 625 با استفاده از لیزر فیبری بر روی فولاد ASTM A575 مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا پارامترهای مختلف فرایند روکش کاری لیزری از جمله دارا بودن کمترین میزان رقت، تخلخل و آمیختگی و نیز بهترین  زاویه ترشوندگی برای یک نمونه بهینه تک پاس مشخص و سپس نسبت به انجام فرایند روکش کاری اقدام شد.ریز ساختار روکش از راس آن تا زیر لایهبا استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد با توجه به نرخ سرد شدن متفاوت در فواصل مختلف، انواع ریخت دندریتیقابل مشاهده است. همچنین پوشش عاری از هرگونه حفره، تخلخل و ترک و ضخامت آن 9/0 میلیمتر(900 میکرومتر) می باشد. نتایج حاصل از آنالیزهایفازی(XRD) و عنصری(EDS) نشاندهنده تشکیل فاز گاما و توزیع نسبتا یکنواخت عناصر در پوشش می باشد. این نتایج همچنیننشان دهنده آن است که تغییریدر ترکیب شیمیاییسطح زیرلایه در نزدیک فصل مشترک حاصل نشده است. نتایج سختی سنجی نیز نشان دهنده آن است که سختیازVHN325 در سطح روکش شروع و با یک شیب ملایم  به سختی VHN135 در زیر لایه رسیده است. این شیب سختی را می توان ناشی از سرعت های سرد شدن و یا گرم شدن زیر لایه دانست.

    کلید واژگان: روکش کاری لیزری, اینکونل 625, فولاد ASTM A575, ریز ساختار, سختی, پارامترهای لایه نشانی}
    M.H. Zakeri*, A.R. Nasresfahani, S.M. Barekat

    In this research, the microstructure of Inconel 625 cladded layer on ASTM A575 steel has been investigated. By examining different parameters, the optimal single-pass sample with the least amount of dilution, porosity and fusion and suitable wetting angle was determined. Then cladding process with the optimal parameter was performed. The microstructure of the cladding layer was evaluated from the base metal to the top. Due to different cooling rates, dendritic morphologies were observed at different distances. Also, the cladding layer was free of any cavities, porosity and cracks and its thickness was 0.9 mm (900 micrometers). The results of (XRD) and (EDS) analyzes indicate thatthe γphase is formed and there is a relatively uniform distribution of elements in the cladding layer. These results also indicate that no change in the chemical composition of the substrate surface was achieved near the interface.The hardness test results also show that the hardness starts from 450 VHN at the top surface and reaches to 135 VHN in the base metal with a gentle slope. This slope of hardness can be attributed to the cooling or heating rates of the substrate.

    Keywords: Laser Cladding, Inconel 625, A575 steel, microstructure, hardness, cladding parameters}
  • Pooria Ashtari, N. Parvini Ahmadi, Sasan Yazdani *

    Hybrid composite coatings show obvious advantages over single composite coatings due to their multipurpose applications. Furthermore, nickel-based alloy matrix composite coatings are extensively used in corrosive, wear and fatigue environments because of their good wear and corrosion resistance. In this study, NiCoCrAl/tungsten carbide/1-4 wt% lanthanum oxide composite coatings are deposited on H13 hot work tool steel by laser cladding. The wear resistance of the coatings is evaluated in sliding against alumina ball both at room temperature and 700 °C. The results indicate that the wear rate of the coatings decreases at room temperature by adding 1-3 wt% lanthanum oxide (72.55×10-6 mm3 N-1 m-1 for NiCoCrAl/tungsten carbide/2 wt% lanthanum oxide). Also, the friction coefficient decreases at this level of lanthanum oxide and for the samples with 2 and 3 wt% lanthanum oxide the steady stage of wear begins earlier than others. At the high temperature of 700 °C, the presence of lanthanum oxide has changed the wear mechanism from adhesive to abrasive and improved the wear performance of the coatings. At higher amounts of lanthanum oxide, debris removals is observed on the coatings where it resulted in the three-body and severe wear.

    Keywords: wear behavior, Laser cladding, Hybrid composite coating, lanthanum oxide, H13 tool steel}
  • S. More *, D. Bhatt, J. Menghani, C. Paul, G. Desale
    The present investigation aims to deposit the three different hard facing powder (Triboloy T-700 and PAC 718, and TETCO 41 C) on SS 304L using laser cladding technique. The single and overlapped clad track was deposited using 2 kW laser power system. The optimized laser process parameters and 50% overlap clad track was used to deposit a large surface area. The optimum laser process parameters were finalised using single clad structure study.  The cross-sections of the clad layers were used to obtain the microstructure and micro-hardness from different regions namely, clad layer, diffusion layer, and substrate. Throughout the study, the laser power was kept constant i.e. 1.2 kW. For single clad deposition, the scanning speed and powder feed rate varied from 0.3 to 0.5 m/min and 4 to 9 g/min, respectively. T-700 and PAC 718 shows uniform developing micro-structure while METCO 41 C shows the development of mixed dendritic and cellular type microstructure. The Triboloy shows the maximum surface hardness of 534 Hv, 321 Hv for PAC 718, and 294 Hv for METCO 41 C.
    Keywords: Fiber laser, Laser Cladding, Clad Properties, Micro-hardness, Hard Powder, SS304L}
  • پیمان شایان فر*، حبیب دانش منش، کمال جانقربان

    در این تحقیق اثر درصد هم پوشانی تک پاس های روکش بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی روکش کاری با لیزر پودر اینکونل 625 بر روی فولاد کوینچ و تمپر ASTM A592 مورد بررسی قرار گرفت. جهت آنالیز ساختاری، فاصله بین دندریتی ارزیابی شد و برای این منظور از میکروسکوپ الکترونی روبشی و نرم افزار Digimizer استفاده گردید. جهت بررسی خواص مکانیکی، مدول الاستیک، چقرمگی و ریز سختی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ارزیابی مدول الاستیک از روش فرو رونده نوپ و در ارزیابی چقرمگی از روش ایوانز استفاده شد. بعد از بررسی های انجام شده مشخص گردید که در هم پوشانی  تک پاس های روکش 50 درصد، میزان حرارت ورودی کم تر از هم پوشانی تک پاس های روکش 75 درصد است، همچنین دارای ساختار ریزتر و خواص مکانیکی به مراتب بالاتری می باشد به طوری که فاصله بین دندریتی در هم پوشانی تک پاس های روکش 50 درصد، حدود 91/. میکرومتر، قطر میانگین ستون های دندریتی حدود 32/. میکرومتر، ریزسختی حدود 10 درصد، سختی نوپ حدود 9 واحد، مدول الاستیک حدود 37 گیگا پاسکال و چقرمگی حدود 9 مگاپاسکال در مجذور متر از هم پوشانی 75 درصد بیشتر است.

    کلید واژگان: روکش کاری با لیزر, اینکونل 625, فولاد A592, ریزساختار, خواص مکانیکی}
    P. Shayanfar*, H. Daneshmanesh, K. Janghorban

    In this study, the effect of overlapping percentage on microstructure and mechanical properties of a single-pass coating by Inconel 625 powder laser has been investigated for quench-tempered ASTM A592 steel. In order to have a structural analysis, the inter dendritic distance was evaluated. For this purpose, scanning electron microscopy (FESEM) and Digimizer software were adopted. In order to investigate mechanical properties, elastic modulus, toughness, and micro hardness were evaluated. For the evaluation of elastic modulus, Noop indentation method was used, and for toughness studies, Evans method was applied. After the investigation, it was found that in the overlapping of single-pass 50% coatings, the heat input value is lower than overlapping in single-pass 75% coatings. It also contains a finer structure with much higher mechanical properties. This is in such a way that the inter dendritic distance in single-pass 50% coatings is about 0.91 µm. The average diameter of the dendritic columns is about 0.32 µm, hardness value is about 10%, Knoop hardness is about 9 units, elastic modulus is about 37 GPa, and toughness is about 9 MPa m1/2 higher in comparison with the 75% overlapping case.

    Keywords: Laser cladding, Inconel 625, A592 steel, Microstructure, Mechanical properties}
  • آرمان خلیلی، میلاد مجتهدی*، مسعود گودرزی، محمدجواد ترکمنی

    ایجاد لایه ای سخت بر سطح فولاد کربنی روشی مناسب جهت ارتقای کارایی آن است. ازجمله مواد مقاوم به سایش مورد توجه برای این منظور، کاربید تیتانیوم است. در پژوهش حاضر، سنتز کربوترمی ذرات TiC با استفاده از لیزر پالسی موردبررسی قرارگرفته است. تلاش شد کاربید تیتانیوم به صورت درجا از ایلمنایت، به عنوان ماده اولیه ای ارزان، به دست آید. اما تبدیل کامل ایلمنایت به TiC در زمان کوتاه فراوری لیزری امری دشوار است. برای فایق آمدن بر این مشکل از دو راه حل همزمان استفاده شد: مقدار کربن بیش از استوکیومتری احیا استفاده شد و مخلوط پودرهای ایلمنایت و گرافیت تحت فعال سازی مکانیکی قرار گرفتند. در این راستا، اثر افزایش زمان فعال سازی تا 200 ساعت با استفاده از پراش پرتو ایکس بررسی شد. سپس با نشاندن لایه ای از پودر بر سطح فولاد، روکش کاری لیزری انجام شد. تاثیر فعال سازی مکانیکی بر تشکیل ذرات پخش شده در روکش، خصوصا تبدیل ذرات اکسیدی به کاربیدی، مورد تحلیل قرارگرفت. به این منظور از میکروسکوپ الکترونی روبشی با آنالیزگر EDS و تحلیل پراش پرتو ایکس استفاده شد. همچنین ذرات TiC و زمینه روکش ازنظر ریخت شناسی و ریزساختاری بررسی شدند. مشاهده شد که روکش دارای ساختار انجماد جهت دار بوده؛ مناطق هم محور، سلولی، دندریتی و درنهایت یوتکتیک تشکیل شده اند. از سوی دیگر، ریزسختی سنجی نشانگر افزایش تدریجی سختی از زیرلایه تا سطح روکش بود، که به مقدار 1600 ویکرز در نزدیکی سطح رسید. مشخص گردید که سنتز روکش کامپوزیتی با توزیع گرادیانی مناسبی از ذرات TiC به روش احیای لیزری ایلمنایت امکان پذیر است.

    کلید واژگان: روکش کاری لیزری, پوشش سخت کامپوزیتی, کاربید تیتانیوم, فعال سازی مکانیکی, ساختار گرادیانی}
    Arman Khalili, Milad Mojtahedi*, Massoud Goodarzi, MohammadJavad Torkamani

    Synthesis of a hard layer on the surface of mild steel is a proper way to rise its performance. Titanium carbide is among the preferred wear-resistant materials. In this research, the carbothermal synthesis of TiC via pulsed laser is studied. Ilmenite is used, as an economic raw material, for in-situ synthesis of TiC. However, the conversion of FeTiO3 to TiC in the short period of laser processing is challenging. Therefore two solutions were accompanied: the applied carbon content was more than the stoichiometry of reduction, while the blended ilmenite and graphite powders were mechanically activated. The increase of activation time to 200 hours was investigated via X-ray diffraction analysis. Afterward, a layer of the powder was preplaced on the substrate and the laser cladding was conducted. The effect of mechanical activation on the formation of the dispersed particles is studied, especially considering the transformation of oxides to TiC. SEM with EDS analyzer and XRD analysis were applied for this aim. The morphology of TiC particles and the microstructure of the matrix were also deliberated. The characteristic microstructure of directional solidification with equiaxed, cellular, dendritic and eutectic regions was observed. Otherwise, the Vickers microhardness measurements represented a gradual increase from the substrate toward the surface, which has reached to 1600 HV. It is confirmed that the synthesis of a composite layer with gradual dispersion of TiC particles via laser reduction of ilmenite is a feasible process.

    Keywords: Laser Cladding, Hard Composite Coating, Titanium Carbide (TiC), Mechanical Activation, Graded Structure}
  • علی محمد کلاگر*
    سوپرآلیاژهای پایه نیکل رسوب سخت شونده از قابلیت جوش پذیری پائینی برخوردار بوده و جوشکاری آنها در صنعت بازسازی قطعات داغ توربین گاز، امری چالش برانگیز می باشد. امروزه با بکارگیری از روش های نوین جوشکاری از جمله لایه نشانی با لیزر سعی شده است ضمن کاهش چالش موجود، کیفیت جوشکاری سوپرآلیاژها ارتقاء یابد. در این تحقیق نمونه هایی از جنس سوپر آلیاژ پایه نیکل IN738LC به کمک لیزر جامد Nd:YAG با فیلر سوپر آلیاژ IN625 لایه نشانی شد. حضور عیوب متالورژیکی نظیر فازهای اکسیدی، تخلخل و ترک در ریزساختار فلز پایه، لایه جوش و فصل مشترک بین آنها توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. نفوذ کافی لایه جوش در سطح فلز پایه، حضور کم فازهای اکسیدی و همچنین درصد پائین حفرات در لایه جوش در تصاویر میکروسکوپی مشاهده شد. همچنین جهت اطمینان از وضعیت ریزساختار، آزمون های مکانیکی بر روی نمونه-های لایه نشانی شده و فلز پایه انجام شد و خواص کشش دمای محیط و سختی آنها با همدیگر و با استاندارد پذیرش سوپر آلیاژ IN738LC مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج خواص مکانیکی نشان داده است که متوسط میزان استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی نمونه های لایه نشانی شده با خواص کششی فلز پایه اختلاف چندانی نداشته (به ترتیب 2/1%و2/3%) ولی متوسط میزان سختی و درصد انعطاف پذیری آن بطور قابل ملاحظه ای (به ترتیب 0/11و3/33%) کاهش یافته است.
    کلید واژگان: لایه نشانی با لیزر, بازسازی پره توربین گاز, سوپرآلیاژ IN738LC}
    Ali Mohammad Kolagar *
    Precipitation-hardened nickel based superalloys are very difficult to weld in a defect-free manner due to the formation of hot cracks in the weld metal as well as liquation cracks in the heat affected zone. Laser Cladding has been recognized as the one of the most attractive and promising state of the art welding to improve weld quality and repair high cost components such as industrial turbine blades. In this study, IN625 used as the filler was deposited on IN738LC mechanical samples by laser. The microstructure and metallurgical defects such as oxide phases, porosities and cracks were investigated by optical microscope and scanning electron microscope. The low oxide phase and porosity were observed at the deposited layer. Furthermore, the hardness and tensile properties of the base metal and the deposited samples were evaluated at room temperature. The results have shown that the yield stress and tensile strength of the deposited samples campare well with base material (1.2%, 3.2%, respectively) while the average values of Hardness and ductility decreased significantly (11.0% , 33.3%, respectively).
    Keywords: Laser Cladding, Gas turbine blade Repairing, IN738LC Superalloy}
  • سید مسعود برکت *، محمد انصاری، رضا شجاع رضوی، غلامرضا گردانی، احمد احمدی بنی

    سوپرآلیاژ اینکونل 738 بطورگسترده ای در قطعات مسیرداغ توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعات مسیرداغ تحت شرایط اکسایش شدید در دماهای بالا قرار گرفته و در نتیجه طول عمر کاری آنها بطور چشمگیری کاهش می یابد. با در نظر گرفتن این مشکل، پوشش های NiCrAlY بطور موثری می توانند به منظور حفاظت از این قطعات مسیرداغ مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش از فرایند روکش کاری لیزری برای پوشش دهی آلیاژ NiCrAlY روی سطح زیرلایه اینکونل 738 جهت بهبود مقاومت به اکسایش دما بالا استفاده شد. به منظور مقایسه رفتار اکسایشی، زیرلایه اینکونل 738 و روکش لیزری NiCrAlY جداشده از زیرلایه، به صورت مجزا تحت آزمون اکسایش دردمای 1200 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. روکش کاری لیزری با آلیاژ NiCrAlY منجر به تشکیل ساختار دندریتی هیپویوتکتیک γ/β شد. همچنین، نتایج آزمون های اکسایش نشان داد که مقاومت به اکسایش روکش لیزری بطورقابل توجهی بهتر از زیرلایه اینکونل 738 بوده و این روکش می توانند انتخابی کارامد برای حفاظت از قطعات مسیر داغ از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 738 باشد.

    کلید واژگان: سوپرآلیاژ اینکونل 738, اکسایش, پوشش NiCrAlY, روکش کاری لیزری}
    M. Barekat*, M. Ansari, R. Shoja-Razavi, G. R. Gordani, A. Ahmadi-Bani

    Inconel 738 superalloy is widely used for hot-section components of gas turbines. These hot-section components are exposed to an extremely oxidative environment at high temperatures and consequently their life span is dramatically decreased. Considering this problem, NiCrAlY coatings can be effectively used to protect the hotsection components. In this study, laser cladding process was used to coat a NiCrAlY alloy on the surface of Inconel 738 substrate for the purpose of improving the high-temperature oxidation resistance. In order to compare the oxidation behavior, oxidation tests at temperature of 1200 ˚C were individually conducted on Inconel 738 substrate and freestanding laser-cladded NiCrAlY coating. Laser cladding of NiCrAlY alloy resulted in the formation of hypo-eutectic dendritic γ/β structure. Moreover, the results of oxidation tests showed that the oxidation resistance of the laser-cladded coating was significantly better than that of Inconel 738 substrate and this coating can be an effective choice for protecting the hot-section components made of Inconel 738 superalloy.

    Keywords: Inconel 738 superalloy, Oxidation, NiCrAlY coating, Laser cladding}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال