بررسی خصوصیات ریزساختاری کامپوزیت زمینه نیکلی ایجاد شده در محل با استفاده از لیزر پالسی

روکش کاری لیزری در صنعت و تحقیقات علمی به طور روز افزون رواج یافته است. رویکرد متفاوتی در مواد استفاده شده در روکش کاری لیزری استفاده از مخلوط پودرهای عناصر خالص به عنوان مواد خام و ایجاد آلیاژ به صورت در جا می باشد. هدف این تحقیق بررسی امکان پذیری لایه نشانی لیزری برای ایجاد کامپوزیت زمینه فلزی (mmc) با استفاده از پودر عناصر خالص توسط لیزر پالسی nd:yag با توان کم می باشد. مقالات بسیار کمی در مورد روکش کاری لیزری پودر تانتالم/کربن/نیکل برای ایجاد آلیاژ سخت tac/ni توسط واکنش در جا منتشر شده است. از روکش کاری لیزری با روش پیش نشانی برای ایجاد پوشش mmc از مخلوط پودرهای عناصر خالص شامل 75درصد وزنی نیکل و عناصر تشکیل دهنده ی آلیاژ سخت شامل 25درصدوزنی مجموع پودر تانتالم و کربن استفاده شد. ایجاد تخلخل در پوشش نیکلی مورد تحلیل قرار گرفت. اثرات پارامترهای لیزری و فرایندی و ترکیب پوشش بر تشکیل تخلخل بررسی شد. روش های موثری برای کنترل و جلوگیری از ایجاد تخلخل یافت شد. نشان داده شد که تنظیم پارامترهای فرایندی می تواند به ایجاد لایه های بدون تخلخل و با ویژگی های مطلوب منجر شود. ایجاد تخلخل غالباً در اثر حبس گاز به علت سرعت سرمایش بالا در طول روکش کاری لیزری اتفاق می افتد. به منظور دستیابی به پنجره ی کاری برای پوشش دهی بدون عیب نیکل خالص بر روی زیرلایه، بررسی پارامتری انجام شد. پوشش آلیاژی سخت کاربیدتانتالم/نیکل با واکنش تانتالم و کربن در حوضچه ی مذاب ایجاد شد. نتایج مقطع عرضی پوشش تک پاس، مقدار رقیق شدگی، سختی سطحی و ریزساختارهای ایجاد شده در شرایط روکش کاری مختلف ارائه و بحث شده و پارامترهای بهینه ی روکش کاری برای دستیابی به نمونه های mmc با بیشینه ی کیفیت تعیین شده است. از میکروسکوپ نوری، sem، eds و xrd و اندازه گیری ریزسختی برای بررسی ویژگی های ریزساختاری و سختی نمونه های mmc استفاده شده است. نتایج نشانگر تشکیل پوشش بدون ترک با دو نوع فاز بوده است: زمینه ی نرم بدون تخلخل و فاز سخت توزیع شده در زمینه. آنالیز ترکیب شیمیایی eds نشانگر عدم حضورتانتالم و یا کربن در زمینه ی مقاطع عرضی نمونه ها و حضور نیکل و آهن در زمینه بوده است. آنالیز xrd نشان داد که محصول نهایی تنها شامل فازهای tac و nife می باشد. اندازه ی ذرات tac تشکیل شده در جا کوچک و با اندازه ی متوسط کمتر از 2 میکرومتر می باشد. به علت تشکیل درجای ذرات کاربیدتانتالم در حوضچه ی مذاب، کاربیدتانتالم پیوند فصل مشترکی خوبی با نیکل دارد. بدیهی است که تشکیل کاربیدتانتالم به علت کسر حجمی بالای ذرات با سختی بالا برای بهبود سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت در منطقه ی موضعی تقویت شده مفید می باشد.