سلوك الكلال الدوراني لسبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 416) المطلية بمساحيق سيراميكية مختلفة بتقنية الرش الحراري باللهب
الملخص
يهدف هذا البحث الى دراسة سلوك الكلال الدوراني (Rotating Fatigue ) لسبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 416) المطلية حراريا بمساحيق سيراميكية ومقارنتها مع السبيكة الاساس غير المطلية ، ولتقييم عمر التعب لهذه السبائك تم استخدام جهاز الكلال الدوار من النوع (HSM 19) لتقييم جميع الاختبارات ، تم أجراء فحص الكلال الدوراني في الظروف الاعتيادية ، حيث تم حساب الاجهادات المتولدة عن تسليط الاوزان ( 15 , 20 , 25 ,30 N ) ثم سجلت عدد الدورات لغاية فشل كل عينة للحصول على منحنيات (S - N). تم دراسة التركيب الدقيق والاطوار للطلاء باستخدام تقنية المجهر الالكتروني الماسح (SEM) وتقنية حيود الاشعة السينية (XRD) ، أظهر التركيب الدقيق أن الطبقة السطحية للطلاء كانت متكونة من العديد من الترسبات والاطوار القوية مثل (Al2O3) و (CoSiO3) بالإضافة الى بعض الترسبات الثانوية مثل (Cr2O3) و (Cr2NiO4) وهي ناتجة من التفاعل ما بين مكونات الطلاء والسبيكة الاساس عند درجات الحرارة العالية أثناء الطلاء والمعاملة الحرارية . كما ويظهر الفحص المجهري أن معظم الطلاءات الحرارية كانت غير متجانسة وخالية من العيوب والتشققات المجهرية مع بعض المسامات في أجزاء قليلة من طبقة الطلاء . كما وأظهرت نتائج اختبار الكلال الدوراني بأن عدد الدورات لغاية الفشل تقل تدريجيا بزيادة الاجهاد المسلط عليها لمعظم العينات ، حيث أن جميع الطلاءات المختبرة قد قللت من عمر الكلال للسبائك المطلية باستثناء السبيكة المطلية (A2) التي تتكون من (COCrAlSi 25% w.t + Ni2O3 56.25% w.t + Al2O3 8.75% w.t ) حيث أبدت هذه السبيكة تحسنا ملحوظا في مقاومة الكلال .
المراجع
- - Jassim Ismael . K. , Ahmed S. Basil , 2019 , “ Pysical Properties of ( Basalt-Ni ) System by Thermal Spray Flame Technique “ , Journal of University of Babylon for Pure and Applied Science . Vol.(27),No(4).
- - د.اسماعيل خليل جاسم واخرون ،2004 ، " تأثير مسافة الرش على خواص طبقة الطلاء " ، مجلة الهندسة والتكنولوجيا ، المجلد 23 ، العدد 5.
- -Mcgrann R.T.R., Greving, D.J., Shadley, J.R., Rybicki, E.F., Kruecke, TI.T., Bodger, B.E., 1998 , Surface coating technology ,No. 59, p.108-109.
- - Saad Gh. Rifai, Edrees E. Khadeer , 2024 , “Study the effect of thermal spraying with various ceramic powders on the sliding wear of steel alloy (AISI 1020)” , Journal of Engineering Resistance and reviews , 51-59(1)1 .
- - د. اسماعيل خليل جاسم واخرون ، 2004 ، " دراسة تأثير المعاملات الحرارية على الخواص الكهربائية والمسامية لطبقات طلاء المؤلفات السيرمتية المحضرة بطريقة الرش الحراري " ، مجلة الفيزياء ،جامعة بغداد .
- - Vooreald, H.J.C. and Souza, R.C., Pigatin, W.L., Cioffi, M.O.M. , 2005, Evaluation of WC-17Co and WC-10Co-4Cr thermal spray coatings by HVOF on the fatigue and corrosion strength of AISI 4340 steel “ , v surface & Coatings Technology 190, p.155-164 .
- - Vooreald, H.J.C., Souza, R.C., Pigatin, W.L., Cioffi, M.O.M., v , 2005, “ Surface Coating Technology”, 190 .
- - Barbera-Sosa, J.G., Santana, Y.Y., Villalobos-Gutiérrez, C., CabelloSequera, S., Staia, M.H., Puchi-Cabrera, E.S., 2010, “Effect of spray distance on the corrosion-fatigue behavior of a medium-carbon steel coated with a Colmonoy 88 alloy deposited by HVOF thermal spray”, Surface & Coatings Technology 205, p. 1137–1144.
- - Ahmed, R., Hadfield, M., 2001 ,” Mechanisms of Fatigue Failure in Thermal Spray. Coatings”, JTTEE5 11, pp. 333-349.
- - المولى ، يحيى عبدالكريم سليمان عبدالله ، 2009 ، " دراسة الكلال بطريقة الانحناء الدوار لسبيكة ( AISI 304 ) المطلية بدرجات الحرارة العالية "، أطروحة دكتوراه، كلية العلوم – جامعة الموصل .
- - Aljowary, Saad Ghanim Rifai Mahmood. , 2024 ,” Study the effect of thermal spraying with various powders on the rotational fatigue behavior and sliding wear of a steel alloy. AISI1020”, M.Sc. Thesis, College of Science University of Mosul, Iraq.
- - La Barbera-Sosa, J. G., Santana, Y. Y., Villalobos-Gutiérrez, C., Cabello-Sequera, S., Staia, M. H., & Puchi-Cabrera, E. S. , 2010 , “Effect of spray distance on the corrosion-fatigue behavior of a medium-carbon steel coated with a Colmonoy 88 alloy deposited by HVOF thermal spray”, Surface and Coatings Technology, 205(4), 1137-1144
- - Bhatia, R., Singh, H., & Sidhu, B. S. , 2012 ,” Characterisation of 80% Cr3c2–20%(Ni-20cr) Coating and Erosion Behaviour”, Asian Journal of Engineering and Applied Technology, 1(2), 5-12.
- - Bolelli, G., Candeli, A., Lusvarghi, L., Ravaux, A., Cazes, K., Denoirjean, A., and Bianchi, L., 2015 ,”Tribology of NiCrAlY+ Al2O3 composite coatings by plasma spraying with hybrid feeding of dry powder suspension”, Wear, 344, 69-85
- - Michalak, M., Sokołowski, P., Szala, M., Walczak, M., Łatka, L., Toma, F. L., and Björklund, S., 2021 ,”Wear behavior analysis of Al2O3 coatings manufactured by APS and HVOF spraying processes using powder and suspension feedstocks”, Coatings, 11(8), 879.
- - Rasidi Nawir , Soehardjono and Dewi Sri Murni , 2011 , “ Performance of Steel Structures Under Fatigue Cyclic Loading “, Volume 5, No. 3( Serial No.40), Journal of Civil Engineering and Architecture, ISSN 1934-7359 ,pp. 265-272.
- - Dayani Siavash Borhan , 2017 , “ Improvement of fatigue and corrosion-fatigue resistance of AZ31B cast alloy by cold spray coating and top coating “ , Master’s Degree in Mechanical and Mechatronics Engineering , Waterloo, Ontario, Canada .
- – Barbera-Sosa J.G. La , Santana Y.Y. , Moreno E. , Cuadrado N. ,Renault P.O. , Bourhis E. Le , Staia M.H. & Puchi-Cabrera E.S. , 2010 , “ Effect of spraying distance on the microstructure And mechanical properties of a Colmonoy 88 alloy deposited by HVOF thermal spraying “ , Surface & Coatings Technology 205 pp. 1799-1806.
- - Costa M.Y.P. , Ventitti M.L.R., Cioffi M.O.H. , Voorwald H.J.C. , Guimaraes V.A. , and Ruas R. , 2011 , “ Fatigue behavior of PVD coated Ti-6Al-4V alloy “ , International Journal of Fatigue ,33, pp. 759-765.
- - Alweendo Shatumbu Thomas, , Motoaki Morita, Kayo Hasegawa and Shinichi Motoda , 2021 , “Fatigue Properties of Hot-Dip Galvanized AISI 1020Normalized Steel in Tension–Compression and Tension–Tension Loading” , Materials 14, 7480.
