بررسی تاثیر افزودنی کاربید تنگستن (wc) نانو ساختار بر ریزساختار و خواص کامپوزیت های فروتیک

با توجه به خواص مکانیکی منحصر به فرد کامپوزیتهای زمینه فلزی، در پژوهش حاضر امکان تولید این نوع کامپوزیت ها به همراه ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن در دو زمینه چدن و فولاد بررسی گردیده است. در فاز اول این پژوهش ابتدا کاربید تنگستن نانومتریک به کمک فرآیند آسیاب مکانیکی آماده شد و سپس در درصد های مختلف وزنی به مذاب فولاد 70cr2 تزریق گردید. در فاز دیگر پژوهش حاضر با استفاده از تنگستن موجود در فروتنگستن و کربن موجود در چدن سورل، کاربید تنگستن به صورت درجا در مذاب پایه آهنی تولید گردید. از آنالیز xrd، به منظور تعیین ابعاد کریستالیت ها و شناسایی فازهای شکل گرفته ، استفاده گردید. به منظور بررسی ریز ساختار نمونه های تولید شده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید و همچنین به جهت اطمینان از تشکیل کاربید تنگستن در زمینه کامپوزیت تهیه شده، از آنالیز eds استفاده شد. خواص مکانیکی نمونه ها توسط انجام آزمون سایش و سختی سنجی بررسی گردید. نتایج حاصل از بررسی به کمک آنالیز تفرق اشعه ایکس، میانگین ابعاد کریستالیت های کاربید تنگستن را 26 نانومتر نشان داد. همچنین نتایج حاصل از بررسی های میکروسکوپی، حاکی از شکل گیری کاربید تنگستن در مذاب چدن سورل و همچنین پخش مناسب ذرات در زمینه فولاد بود. بررسی های ساختاری وجود ساختار فریتی بسیار ریز دانه را نشان داد. آزمون های سایش و سختی سنجی ضمن تائید پیش بینی های انجام شده پیرامون بررسی میکروسکوپی، افزایش مقاومت سایشی و سختی برای نمونه کامپوزیتی فولاد 70cr2 به همراه ذرات تقویت کننده کاربید تنگستن نانو ساختار و افزایش سختی چدن مستحکم شده را نشان داد. از طرفی سختی کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی کاربید تنگستن در حدود 550 ویکرز بیشتر از نمونه شاهد بود، و از طرف دیگر بهبود 52 درصدی در مقاومت به سایش کامپوزیت زمینه آهنی مستحکم شده با 5 درصد وزنی کاربید تنگستن نسبت به نمونه شاهد نیز مشاهده گردید. در فاز تولید درجای کاربید تنگستن در زمینه چدن نیز افزایش 32 درصدی سختی نمونه حاوی 20 درصد وزنی نسبت به نمونه شاهد مشاهده شد.