۲۲۱۱۶پ
per
بررسی اثر پارامترهای آبکاری پالسی بر رسوب‌دهی همزمان پوشش آلیاژی نانوکامپوزیتیCr/Al۲O۳ - Niبا خواص تدریجی
Investigation of the effect of pulsed electroplating process parameters on nickel chromium alloy coatings in order to create functionally graded coatings
/تورج عابدی
: فنی مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۵۰ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
مهندسی مواد
۱۳۹۸/۰۶/۱۳
تبریز
در این تحقیق پوشش‌صهای گرادیانیCr - NiوAl۲O۳ -Cr- Niبا استفاده آبکاری پالسی بر روی زیرلایه فولادی ایجاد شدند .برای این منظور اثر پارامترهای پالس) چرخه‌صکاری و فرکانس پالس (بر روی ریزساختار، ترکیب شیمیایی و فازهای سازنده پوشش‌صهایCr - Niبررسی شد .ابتدا اثر پارامترهای پالس بر روی پوشش‌صهای تک لایه آلیاژی و نانوکامپوزیتی مطالعه شد و از نتایج آن‌صها به منظور ایجاد پوشش‌صهای گرادیانی استفاده شد .دو دسته پوشش گرادیانی با تغییرات پیوسته چرخه‌صکاری از ۴۵ تا ۸۰ و فرکانس پالس از ۲۵ تا ۲۰۰ هرتز تولید شدند .جهت ارزیابی پوشش‌ها، مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری، ریزسختی، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی پوشش‌صها به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف نگار توزیع انرژی(EDS) ، دستگاه پراش پرتو ایکس(XRD) ، دستگاه ریزسختی سنج ویکرز، دستگاه سایش پین روی دیسک و دستگاه پتانسیواستات استفاده شد .بررسی ترکیب شیمیایی پوشش‌ها نشان داد فرکانس تأثیر ناچیزی بر ترکیب شیمیایی و مقدار ذرات حبس شده دارد و افزایش چرخه‌کاری به بیشتر شدن مقدار ذرات آلومینا) حدود ۱۵ تا Vol ۵/۲۷) و کروم موجود در پوشش (۶ تا wt. ۸۰) منجر می‌شود .نتایج ریزسختی نشان داد که تغییرات سختی از زیرلایه تا سطح پوشش حدود ۲۰۰ ویکرز است .گرادیانی کردن پوشش در فرکانس ثابت ۲۰۰ هرتز باعث کاهش ضریب اصطکاک به زیر ۴/۰ و کمترین نرخ سایش g/N.m ۵/۲می-شود .مکانیزم سایش پوشش‌صهای بهینه گرادیانی حاصل از تغییر پیوسته فرکانس و چرخه‌صکاری به ترتیب به صورت تغییرشکل پلاستیک همراه با سایش خراشان و عمدتا سایش خراشان همراه با شیارهای سایش است .نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان داده است که چگالی جریان خوردگی در پوشش‌صهای گرادیانی تولید شده با تغییرات چرخه‌صکاری (FGD) با افزایش فرکانس از ۲۶/۰ به حدود A/cm۲۲/۱۳افزایش می‌صیابد .در حالی که برای پوشش‌صهای گرادیانی تولید شده با تغییرات فرکانس (FGF) در چرخه‌صهای کاری مختلف در محدوده ۵/۲۱ -A/cm۲۲/۱۱قرار دارد .افزودن نانوذرات باعث بهبود مقاومت به خوردگی پوشش‌صها شده است .با افزودن نانوذرات به پوشش‌صهای FGD حداقل چگالی جریان خوردگی در فرکانس ۲۵ هرتز برابر با A/cm۲۰۲۴/۰حاصل شده است .آنالیز EIS تایید کننده نتایج پلاریزاسیون بوده و نشان داده است که وجود نانو ذرات مقاومت به نفوذ یون‌صهای خورنده را در پوشش‌صها تقریبا ۱۰ برابر) از مقدار ۱۹۰۸ به مقدار .cm۲ ۱۶۲۳۵) افزایش داده است
In this study Ni-Cr and Ni-Cr-Al2O3 functionally graded coatings were deposited on a low carbon steel substrate using pulsed plating from a sulfate bath. For this reason, the effect of pulse parameters (duty cycle and pulse frequency) on the microstructure, chemical composition and phase structure of Ni-Cr-(Al2O3) deposits was investigated. At first, the effect of pulse parameters on monolithic alloy and nanocomposite coatings was studied. Then, based on the monolithic coatings the functionally graded coatings were fabricated. Two groups of functionally graded coatings electrodeposited thorough continuous changing of (1) duty cycle from 45 to 80 and (2) pulse frequency from 25 to 200 Hz. In order to evaluate the morphology, chemical composition, crystalline structure, microhardness, wear resistance and corrosion resistance of coatings, scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy distribution spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), Vickers microhardness tester, ball-on-disk and Potentiostat, respectively. According to chemical composition analysis, the pulse frequency had little effect on the composition and Al2O3 nanoparticle content. Moreover, increasing the duty cycle led to increase in the nanoparticle content (about 15 up to 27.5 Vol. ) and amount of Cr in the coating (from about 6 to 80 wt. ). Microhardness evaluation showed that the variation of microhardness from the substrate/ coating interface to the coating surface was about 200 HV. Creating a functionally grading coating at a constant frequency of 200 Hz reduced the coefficient of friction to below 0.4 and the minimum wear rate of 2.5 g/N.m. The wear mechanism of the optimum coatings fabricated by continuous changing the frequency and duty cycle, was a mixture of plastic deformation and abrasive wear, and mainly abrasive wear with wear grooves, respectively. The polarization results have shown that the corrosion current density in the FGD coatings increased with rising the frequency from 0.26 to 2.13 A/cm2. However, for FGF coatings fabricated in various duty cycles, it was in the range of 21.5- 11.2 A/cm2. Adding Al2O3 nanoparticles improved the corrosion resistance of the coatings. Incorporation of nanoparticles to FGD coatings led to minimum corrosion current density of 0.204 A/cm2 at 25 Hz frequency. EIS analysis confirmed the polarization results and has shown that gardening and the presence of nanoparticles have increased resistance to penetration of the corrosive ion in the coatings
Investigation of the effect of pulsed electroplating process parameters on nickel chromium alloy coatings in order to create functionally graded coatings
عابدی، تورج
Abedi, Touraj
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
