پ۲۹۳۸۵
per
بررسی تجربی تغییرات خواص خوردگی و سایشی فولاد 1060 پس از عملیات حرارتی با لیزر همراه با ضربه‌زنی اولتراسونیک
امیرناصر رحیمی بخشمند
مهندسی مکانیک
۱۴۰۲
۹۰ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسي مکانیک- ساخت و تولید
۱۴۰۲/۰۵/۰۳
امروزه رفتار سایشی و خوردگی مواد و آلیاژهای مختلف مخصوصاً فولادها به دلیل استفاده آن‌ها در محیط‌های ساینده و خورنده، بسیار اهمیت دارد. ازجمله آلیاژهایی بیشتر تحت سایش قرارگرفته و همچنین مقاومت مناسبی در محیط‌های خورنده ندارد، فولاد کربن 1060 است که در این پژوهش سعی شده است رفتار خوردگی آن بهبود یابد. در سال¬های اخیر از عملیات حرارتی لیزری و ضربه‌زنی اولتراسونیک برای بهبود خواص مکانیکی و خواص سطح فولادها در تحقیقات مختلف استفاده‌شده است. استفاده از ارتعاشات اولتراسونیک برای ضربه‌زنی و ایجاد تغییر در ساختار و بهبود خواص سطح فولادها ازجمله خواص سایش نیز جزو تحقیقات اخیر می‌باشد. با توجه به این‌که عملیات حرارتی با لیزر به‌صورت ترکیبی با عملیات ضربه‌زنی اولتراسونیک کمتر موردمطالعه قرار رفته است، هدف از این تحقیق، بررسی تأثیرات این عملیات به‌صورت منفرد و همچنین ترکیبی LHT+UIT بر رفتار خوردگی و سایش سطح فولاد کربن 1060 است. بر این اساس، فولاد AISI 1060 برای مطالعه انتخاب شد و پس از برش نمونه‌ها، عملیات آنیل صورت گرفت و سپس عملیات حرارتی لیزری توسط دستگاه جوش لیزر فایبر بر روی نمونه‌ها انجام شد و سپس ضربه‌زنی اولتراسونیک با فرکانس رزونانس 18600 هرتز انجام شد. آزمون‌های خوردگی به روش سه الکترودی در محلول نمک 5/3% و آزمون سایش رفت و برگشتی بر روی نمونه‌ها انجام شد. نتایج آزمایش‌های خوردگی نشان داد که عملیات UIT با توان 435 وات، منجر به و افزایش حدود 27% پتانسیل خوردگی و کاهش 3% چگالی خوردگی شده است. عملیات LHT با سرعت حرکت لیزر 3/1 میلی¬متر بر ثانیه با افزایش 2/68% پتانسیل خوردگی و کاهش 34% چگالی خوردگی بهترین عملکرد را در بین نمونه‌های LHT داشته است. اعمال عملیات ترکیبی LHT+UIT در سرعت حرکت لیزر 3/1 میلی¬متر بر ثانیه و توان ارتعاشی 290 وات، بهترین نمونه ازنظر رفتار خوردگی در این پژوهش بوده است که منجر به افزایش 4/79% پتانسیل خوردگی و کاهش 24% چگالی خوردگی شده است. با بررسی نتایج آزمون سایش مشاهده شد که عملیات UIT با توان 435 وات باعث بهبود کاهش حجم به‌اندازه 10% شده است. نمونه LHT با سرعت 3/1 میلی¬متر بر ثانیه، کاهش حجم فولاد را 68% کاهش داد. نمونه ترکیبی LHT+UIT با سرعت حرکت لیزر 3/1 میلی¬متر بر ثانیه و توان اعمالی ترنسدیوسر 290 وات با کاهش حجم 92% کمتر از نمونه اولیه، بهترین رفتار سایش را در این تحقیق داشته است.
Abstract: Nowadays, the wear and corrosion behavior of various materials and alloys, especially steels, is very important because of their use in abrasive and corrosive environments. Carbon steel 1060 is one of the alloys that is more subject to wear and also does not have good resistance in corrosive environments. Laser heat treatment and ultrasonic impacting have been used to improve the mechanical properties and surface properties of steels in various research studies. Using ultrasonic vibrations to impact and change the structure and improve the surface properties of steels, including wear properties, is also among the recent research. Due to the fact that laser heat treatment in combination with ultrasonic impact treatment has been less studied, the aim of this thesis is to investigate the effects of this treatment individually as well as the combination of LHT+UIT on the corrosion and wear behavior of 1060 carbon steel surface. Based on this, AISI 1060 steel was selected for the study, and after cutting the samples, annealing was performed, followed by laser heat treatment on the samples by a fiber laser welding machine, and then ultrasonic impacting with a resonance frequency of 18600 Hz. Corrosion tests were performed using three electrodes in a 3.5% salt solution and a reciprocating wear test on the samples. The results of the corrosion tests showed that UIT operation with 435 W power has led to an increase in corrosion resistance, an increase of about 27% in the corrosion potential, and a 3% decrease in the corrosion density. LHT operation with a laser movement speed of 1.3mm/s has the best performance among LHT samples, with a 68.2% increase in corrosion potential and a 34% decrease in corrosion density. Applying combined LHT+UIT operation at laser movement speed of 1.3mm/s and vibration power of 290 W has been the best example in terms of corrosion behavior in this research, which has led to a 79.4% increase in corrosion potential and a 24% decrease in corrosion density. By examining the wear test results, it was observed that the operation of the UIT with 435 W power has improved the volume reduction by 10%. The LHT sample with a speed of 1.3mm/s reduced the volume loss of the steel by 68%. The LHT+UIT combined sample with laser movement speed of 1.3mm/s and transducer applied power of 290 W, with a volume reduction of 92% less than the original sample, had the best wear behavior in this research.
Experimental investigation of changes in corrosion and wear properties of AISI 1060 steel after laser heat treatment combined with ultrasonic impact treatment
رحیمی بخشمند،
امیرناصر
تهیه کننده
شلوندی میاندوآب،
شبگرد،
مقصود
محمدرضا
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
