ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب fe al ټش ... · 2020....

14
ىدسی سطح ي مم عل38 ( 1397 ) 92 - 79 ه فلشی ات بیجاد تزکیب ایAl - Fe حزارتی ي عملیات ابکارید با ريش آسی بز فان طبزیه درسی امیمؾ صؽ فبلی آهػؼ اد، هذػی ه هـىذ دابى خبى اكفتیه عىایمدحسی مح اد،ذػی ه هـىذ دابى قشی اكف كـگب دا:دریافت مقال( 02 / 07 / 97 - : پذیزش مقال15 / 10 / 97 ) چکیدؽؾ اص سس ایي دظ دىی، سیبثىبسی هىب آػیلشطی گل آػیبة دش اػظ دػشگب ( ای اػذىغSPEX د ػبدی ػغح فم ثش سیهیؿؾ آل دبد اید ثشای) ( ی وشثCK 45 لس گلؾ ؿذ. ثذیي ه اػشفبد) لغشبی ث 4 یص گ ثب همذاسد ػخز ثلجشیغ فش اص خلی هش هی50 یبسی ثب دسخم سدیهیدس آل گشم، دف خل99 / 99 ش اصچىشسار و ر یذاص دسكذ، ثب ا150 یص همذاس شهش هیىش5 ( ی وشثد ػبدبی ف ی صیشوشا گشم ثCK 45 دس اثقبد) 8 × 8 شلی هش هی ضخبهز ث 3 هخشلف ثیيبی بسی دس صهبىذ. آػیبثى ؿذبة سیخش آػی یش دس هحفؾلی هش هی10 سب دلیم30 بم گشدیذ،د هحیظ ا ػبفز دس دهبیو ػذغب دس صهبىبی هخشلف 2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10 30 بثز ػبفز دس دهبی ث550 ذ سبفشی لشاس گش سز فولیبر حشاسء سح گشاد دس ؿشایظ خشی ی ػب دسخ سـىیل یح ي فلضی سشویجبر ثیFeAl ذگی،جیل چؼجؿؾ اص لاف د سی ثش خبثیش صهبى فولیبر حشاس س ذ هـخق ؿشار فبصی، سغییی ضخبهز ي فلضی سشویجبر ثی یی ثشسػی ؿذ. ػخشس هـخؾ ه ث لؿ طی د لسف ثشسػی ه بثی یىب سحز آصه و ،لیذ ؿذ ؾ س ایىغیبی دشاؽ دشس ( XRD یشح الىشػى، هیىش) ( ثـی سSEM لشیبلیض ف، آ) مغ ای( خغیEDS یيوچ ) افؾش خ ؿؾ اصشیي دشـبى داد ث شبیح ثذػز آهذ . ذفشدی لشاس گشض ػخشی ػ سیح دغاخشی ػغ یى ػبخشبسی اص80 بد هی ایدبثىبسی آػی دلیمبثز دس دهبی ث سی فولیبر حشاسشبیح . د ؿ550 هذر صهبىی گشاد ثش ی ػب دسخ30 ػبفز اص همذاس ضخبهز دس حذ سـىیل ؿذدی ی فی صیش م ی هیؿؾ آل هیبى دشویل هـش فلـبى داد، و 28 ى سیضیي آصهوچ . سداس اػزش ثشخهش هیىشـبى داد و حبكل اص آىشبیح دبم ؿذ ا ؿذؿؾ دادبی د و یدی ثش س ػخشی ػؿؾ دغ اص د 80 داسای سی اص فولیبر حشاسجلبثىبسی، ل آػی دلیمبئیي دس حذ همذاس ػخشی د75 هذر صهبى سی ثدبم فولیبر حشاس ثقذ اص ا ودیىشص ث 30 ػبفز،شنل هـشؿؾ دس فل همذاس ػخشی دFe/Al ث471 یىشص افضایؾ یب اص سـىیل سشویجبر ثیيبؿی فز وشن هـشلضی دس فل فل اػز.یؿؾ/ صیش د ياصای دی: کلیي فلضی.، سشویجبر ثیىییبثىبسی هىبم، آػییهیؿؾ آل دFormation of Intermetallic Compounds Fe-Al on Steel by Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of Materials Engineerings, Naghshejahan Isfahan of Higher Education Institute Mohammad Hossein Enayati Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology (Received 24 September 2018, accepted 5 January 2019) Abstract In this study, by mechanical alloying method with a powerful bullet milling machine (SPEX) was used to create aluminum coating on the simple carbon steel surface (Ck 45) Balls with diameter of 4mm with a total weight of 50g and 5g aluminum powder with 99.99% p urity, the size of smaller particles than 150 and weight of 5g with (Ck 45) steel specimen were 88 mm with a thickness of 3mm were put into the milling chamber and milled for different times from 10min to 30h at room temperature. As-milled samples were annealed at 550˚C at different times (2, 4, 6, 8, 10, 30h) to evaluate the formation of Fe-Al intermetallic compounds, and the effect of thermal treatment coating properties such as: adhesion rate, fuzzy changes thickness of intermetallic compounds surface were investigated. Structures of the produced coating were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX), spectrometry and micro hardness test. The results showed that the best coating in terms of micro structural p roperties and uniformity was created after 80 min ball milling. The results of the thermal treatment at a constant temp erature of 550˚C for 30h showed that the interface between the aluminum coating and the steel substrate is formed and has a thickness of 28 micrometer. Furthermore the micro hardness test was carried out on the coated samples and results showed that the coating aft er the 80 min alloying, before thermal treatment had a low hardness of about 75 Vickers after performing the thermal treatment for 30h, the hardness of coverage in the interface of Fe/Al was increased to 471 Vickers. Keywords: coating aluminum, mechanical alloying, intermetallic compounds. E-mail of corresponding author: [email protected].

Upload: others

Post on 03-Nov-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

79-92(1397)38علم ي مىدسی سطح

بز فلاد با ريش آسیابکاری ي عملیات حزارتی Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی امیه درسیان طبزی

اد، هػؼ آهصؽ فبلی مؾ ىذ هذػی ه اكفبى خبىداـ

محمدحسیه عىایتیاد، ىذ هذػی ه گب كقشی اكفبىداـ داـ

(15/10/97پذیزش مقال: -02/07/97)دریافت مقال:

چکید

( ثشای ایدبد دؿؾ آلهییم ثش سی ػغح فلاد ػبد SPEXای اػذىغ )ػظ دػشگب آػیبة دش اشطی گللآػیبثىبسی هىبیىی، سدس ایي دظؾ اص سؽ

ؿذ. ثذیي هؾس گللCK 45وشثی ) لغش ( اػشفبد گشم، ددس آلهییم سدبسی ثب دسخ ی 50هیلی هشش اص خغ فلاد ػخز ثلجشیگ ثب همذاس صی 4بی ث

ی رسار وچىشش اص 99/99خلف همذاس صی 150دسكذ، ثب اذاص وشثی ) 5هیىشهشش بی فلاد ػبد صیش لای وشا هیلی هشش 8×8( دس اثقبد CK 45گشم ث

ضخبهز ؿذذ. آػیبثىبسی دس صهبى بی هخشلف ثیي 3 ث ی آػیبة سیخش سب 10هیلی هشش دس هحفؾ ب ػذغ و ػبفز دس دهبی هحیظ ادبم گشدیذ، 30دلیم

ی ػبشی گشاد دس ؿشایظ خلاء سحز فولیبر حشاسسی لشاس گشفشذ سب 550ػبفز دس دهبی ثبثز 30 10، 8، 6، 4، 2بی هخشلف دس صهبى ح ی سـىیل دسخ

سبثیش صهبى فولیبر حشاسسی ثش خاف دؿؾ اص لجیل چؼجذگی، FeAlسشویجبر ثیي فلضی ی سشویجبر ثیي فلضی ضخبهز لای سغییشار فبصی، هـخق ؿذ

طی دؿلث هؾس هـخ ػخشی ثشسػی ؿذ. ل ثشسػی هسف ب سحز آصهىیبثی (، هیىشػىح الىششی XRD) بی دشاؽ دشسی ایىغؾ سلیذ ؿذ، و

ی ) سیض ػخشی ػدی لشاس گشفشذ. شبیح ثذػز آهذ ـبى داد ثششیي دؿؾ اص ؾش خاف ( وچیيEDSخغی )ای مغ (، آبلیض فلشیSEMسثـ

آػیبثىبسی ایدبد هی 80اص ػبخشبسی یىاخشی ػغح دغ ػبفز 30دسخ ی ػبشی گشاد ث هذر صهبى 550ؿد. شبیح فولیبر حشاسسی دس دهبی ثبثز دلیم

ی فلادی سـىیل ؿذ اص همذاس ضخبهز دس حذ صیش لای م ی فلل هـششوی هیبى دؿؾ آلهی هیىشهشش ثشخسداس اػز. وچیي آصهى سیض 28ـبى داد، و

شبیح حبكل اص آى ـبى داد و ادبم ؿذ ؿذ بی دؿؾ داد دلیم آػیبثىبسی، لجل اص فولیبر حشاسسی داسای 80 دؿؾ دغ اص ػخشی ػدی ثش سی و

هذر صهبى 75همذاس ػخشی دبئیي دس حذ ثقذ اص ادبم فولیبر حشاسسی ث و یىشص 471ث Fe/Alهمذاس ػخشی دؿؾ دس فلل هـششن ػبفز، 30یىشص ثد

دؿؾ/ صیشلای اػز. فلضی دس فلل هـششن فز و بؿی اص سـىیل سشویجبر ثیيافضایؾ یب

دؿؾ آلهییم، آػیبثىبسی هىبیىی، سشویجبر ثیي فلضی.کلیدی: ایياص

Formation of Intermetallic Compounds Fe-Al on Steel by

Ball Milling and Thermal Treatment

Amin Darziyan Tabari Department of Materials Engineerings, Naghshejahan Isfahan of Higher Education Institute

Mohammad Hossein Enayati Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology

(Received 24 September 2018, accepted 5 January 2019)

Abstract In this study, by mechanical alloying method with a powerful bullet milling machine (SPEX) was used to create aluminum coating on

the simple carbon steel surface (Ck 45) Balls with diameter of 4mm with a total weight of 50g and 5g aluminum powder with 99.99%

purity, the size of smaller particles than 150 and weight of 5g with (Ck 45) steel specimen were 8 8 mm with a thickness of 3mm were put into the milling chamber and milled for different times from 10min to 30h at room temperature. As-milled samples were

annealed at 550˚C at different times (2, 4, 6, 8, 10, 30h) to evaluate the formation of Fe-Al intermetallic compounds, and the effect of

thermal treatment coating properties such as: adhesion rate, fuzzy changes thickness of intermetallic compounds surface were investigated. Structures of the produced coating were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM),

energy dispersive X-ray (EDX), spectrometry and micro hardness test. The results showed that the best coating in terms of micro

structural properties and uniformity was created after 80 min ball milling. The results of the thermal treatment at a constant temperature

of 550˚C for 30h showed that the interface between the aluminum coating and the steel substrate is formed and has a thickness of 28

micrometer. Furthermore the micro hardness test was carried out on the coated samples and results showed that the coating aft er the 80 min alloying, before thermal treatment had a low hardness of about 75 Vickers after performing the thermal treatment for 30h, the

hardness of coverage in the interface of Fe/Al was increased to 471 Vickers.

Keywords: coating aluminum, mechanical alloying, intermetallic compounds.

E-mail of corresponding author: [email protected].

Page 2: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 80

مقدم

غبفسسؿ اػشحىبم ػخشی، ضوي داسا ثدى

)سجلس دس ؿجى )چمشهگی( هبػت، خبكیز آلششدیه

بس صیبد فولیبر (، سبثیش ثؼیبی هخشلف ثلسی

سبثیش ثؼیبس صیبد هشؿ فبكش ، بی هخشلفحشاسسی

ب ی فلادآلیبطی ثش خاف فلاد الشلبدی ثدى ؼج

وبسثشد ػیـ ایي هبد دس ، دلیل ؼجز ث ػبیش آلیبطب

. فلادبی ػبد وشثی فلادبیی [1] ثبؿذكقز هی

ل ؼشذ و فمظ ثب وشثي آلیبط ػبصی ؿذ خضء هشذا

اى سشیي . اػشفبد اص [2] ؼشذب فلاد سشیي فشا

بی ػبد وشثی دس هاسدی و ث اػشحىبم فلاد

ة اػز ثؼیبس هغل خاف هىبیىی ثبلایی یبص جبؿذ،

ثب ایي خد ایي هبد داسای خاف سشیجلطیىی .[3]

ثبؿذ و ثب ایدبد دؿؾ ث یي هیئضقیف ػخشی دب

،ػخشی ،لغقبر فلادیػغح بی هخشلف ثش سی ؽس

ش خسدگی اوؼبیؾ ػبیؾ، همبهز دس ثشاث ث همبهز

بی همبم ثش سی ػغح ایدبد دؿؾ یبثذ.آب ثجد هی

فلاد ثششیي سا حل ثشای ثجد خاف سشیجلطیىی آى

.[4] هی ثبؿذ

یىی اص ساىبسبی ثجد خاف هىبیىی خسدگی

بی ػغحی دؿؾفلادبی ػبد وشثی اػشفبد اص

ش سی ػغح بی هشفی ثهحبفؼ اػز، و ثب سؽ

بی ؿذ. ثب افوبل دؿؾلغقبر هذػی افوبل هی

ساى فوش دام لغقبر هذػی سا افضایؾ هبػت هی

دی صیبدی سا ایدبد وشد. داد وچیي كشف خیی الشلب

ثش سی ػغح لغقبر هذػی دیبی دؿؾاوثش سؽ

ؼشذ، لزا اسائ سؿی اسصاىبی گشاى لیوشی سؽ

بی صیبدی ساذ داسای هضیزهؤثش ثب لبثلیز وششل ثبلا هی

یض ثبؿذ.

ب هقولا ث هؾس اذاف گبگی اص وبسثشد دؿؾ

، همبهز ث لجیل افضایؾ ػخشی، همبهز ث ػبیؾ

سضئیي )اص ،لبثلیز ذایز حشاسسی الىششیىی ،خسدگی

ی ع س سگ(اػز. دس اشخبة هبدلبثلیز اقىبلحبػ

هسد ؾش دس اسسجبط ثب دؿؾ فلا ثش سخ ث خاف

ثبیذ فاهل الشلبدی ن هسد سخ لشاس گیشد ،وبسثشد آى

دى سلفیمی اص خاف . آلهییم ث دلیل داسا ث[5]

لیچگبلی ون، ضی ،هىبیىی هبػت یي دبئی ی هاد ا

ییضگ ، ػلفیذاػیى فبلیز اوؼیذاػیى همبه

. اص دی فلادبی ػبد وشثی اػزهبػجی خز دؿؾ

بیی و ث عس گؼششد ث هؾس ایدبدخول سؽ

ؿد، سؽ آػیبثىبسی ػبخشبسبی ب هششی اػشفبد هی

ثبؿذ. یىی اص وبسثشدبی هن ایي سؽ ایدبد هىبیىی هی

هذ اػز دؿؾ وگي ب ػبخشبس دس حبلز خب

بی دس دهب صهبى ثقذی وچیي اخشای فولیبر حشاسسی

ثبفث سغییش هبػت ثش سی دؿؾ سـىیل ؿذ و

طیىی دؿؾ سخاف فیضیىی، هىبیىی، ؿیویبیی هشبل

.[6] ؿدهی

، اص خول سشویجبر بی صیبدیبی اخیش دؿؾدس ػبل

هذػیي سا ث خد خلت فلضی سخ هحممیي ثیي وشد

همبهز ،ی رة ثبلا. چگبلی ؼجشب ون، مغاػز

ی ، ذایز حشاسسی ون، اػشحىبم یظالىششیىی ؼجشب ثبلا

لا، همبهز ، حفؼ اػشحىبم سب دهببی ثبثبلا دس دهبی اسبق

خوـی خضؿی، خؼشگی ػبیـی خة، همبهز

، خسدگی ػلفیذاػیى فبلی اص خول اوؼیذاػیى

ب خد و هقولا دس ایي ؿ دؿؾ ؼشذخلكیبسی

سشویجبر هسد سخ داسد. ایي خاف هخت ؿذ سب ایي

هذػیي هاد كبیـ هخشلف ؾیش ا فضب، خدس،

دی دؿؾ .[7]یشگبی دششؿیوی ... لشاس گیشذ

سؽ خذیذی اػز و 1ث سؽ آػیبثىبسی هىبیىی

ثب ثجد ر گشفش كسیذ دس ؿشایظ هحیظ اادبم فش

(، فقبلؼبصی 2وبس ػخشیخاف هىبیىی ػغحی )هبذ

هىبیىی ایدبد یه دؿؾ ثب اثقبد ب وشا اػز.

اػبع ایي سؽ لشاس دادى صیش لای ددس دس یه

لشصاى آػیبثىبسی آى وشا ثب سقذاد صیبدی یهحفؾ

1 . Mechanicall Alloying(MA).

2 . Work Hardening.

Page 3: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

81(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

دس دػشگب آػیبثىبسی اػذىغ اػز. دس هشحشن یگلل

ی حیي آػیبثىبسی ػغح صیش لای ثب سقذاد صیبدی گلل

ذ. دس اثش هشحشن ددس ثلسر هشالی ثشخسد هی و

س ثش سی دد صیش لای، –ددس -ثشخسد هشالی گلل

. [8]خسد ػغح صیشلای خؽ ػشد هی

سؽ دؿؾ ثب اػشفبد اص ایي وىبساؾ 1سهبى

ثش سی صیش لای ی TiN، دؿؾ ػخشی اص خغ دی

. شبیح آبلیض هیىشػىدی فلاد آلهییم ایدبد وشدذ

الىششی سثـی آبى ـبى داد و ضخبهز صثشی

هی TiNرسار ی دؿؾ سبثـ اذاص ی گلل اذاص

، دس دهبی هحیظ TiNثبؿذ. دس ایي سحمیك لای ی بصن

ثشخسد گلل ددس ثب صیش لای سی ػغح صیش دس اثش

لای خؽ ػشد خسد دس شید دؿؾ یض سـىیل هی

120وشیؼشبلی دس ایي دظؾ سب دا بیاذاص ی ؿد.

دیگش ای . آبى وچیي دس همبل[9]ب هشش وبؾ یبفز

Ti-Alػیبثىبسی هىبیىی ثشای دؿؾ دادىاص ایي سؽ آ

ثش سی ػغح سیشبیم آلهییم اػشفبد وشدذ. دس ایي

سحمیك دؿؾ لای ای سی ػغح ث خد آهذ ث گ

ای و رسار سیشبیم دس ثیي رسار آلهییم لشاس گشفش

هشش سـىیل ؿذ ب 200 دا ی اػز دؿؾ ثب اذاص

وىبساؾ اص سؽ آػیبثىبسی 2سص .[10]اػز

سا ثش سی صیشلای ی هؼی ایحبد Zr-Tiدؿؾ هىبیىی

وشدذ. هحممیي دس ایي دظؾ دسیبفشذ و ثب افضایؾ

اػز صهبى آػیبثىبسی ضخبهز دؿؾ افضایؾ یبفش

هیىشهشش سا ایدبد 60ساؼشذ دؿؾ ثب ضخبهز

وىبساؾ ثب اػشفبد اص ایي سؽ د 3یبىب .[11]وذ

سا ثش سی صیش لای ی فلادی ایدبد Ni-Feدؿؾ

سبثیش دهبی آیل ثش هحوذ ظاد وىبساؾ .[12]وشدذ

-سیض ػبخشبس خاف هىبیىی دؿؾ ب ػبخشبس یىل

ؿذ ث سؽ آػیبثىبسی هىبیىی ثش سی ػشضآلهییم

صیش لای ی فلادی سا هسد هغبلق لشاس دادذ. شبیح آبى

1 . Romankov.

2 . Revesz.

3 . Huayan Du.

دیؾ اص دؿؾ ث دػز آهذ اص آػیبثىبسیـبى داد و

سشویت ثیي فلضی ،Ni( Alآیل حبی هحلل خبهذ )

NiAl و آیل دس ثبلی هبذ اػز. دس حبلی آلهییم

ػبشی گشاد ػجت سىویل اوؾ ی دسخ 600دهبی

ی ػجت سه فبص ؿذى دؿؾ ؿذ اػز، و دس شید

هغلة سفشبس ػبیـی اػشحىبم ،حلل آى ثجد ػخشی

. آبى وچیي دس [13] هبػجی سا دس دی داؿش اػز

، خز ػشض اص سؽ آػیبثىبسی هىبیىی دظـی دیگش

ثش سی ػغح TiC-NiAlدس خبی دؿؾ ب وبهذصیز

صیش لای ی فلاد ػبد وشثی اص دػشگب آػیبة اسسقبؿی

دش اشطی اػشفبد وشدذ. شبیح آبى ـبى داد و افضایؾ

ث ،بسی ػجت دیـشفز سذسیدی اوؾ ؿذصهبى آػیبثى

دلیم ث اسوبم سػیذ ب 480و اوؾ دغ اص عسی

یىاخز دس رسار سمیز وذ ی وبسثیذ سیشبیم ثغس

دؿؾ سصیـ ؿذ اػز، و هیضاى ػخشی دؿؾ

ذ اص ایي سؽ آػیبثىبسی وبهذصیشی ث دػز آه

ثشاثش صیش لای ی فلادی یض اسصیبثی ؿذ 5 ،هىبیىی

.[14] اػز

هغبلقبر هشسی ـبى داد و فوذ سحمیمبر دس صهی ی

دؿؾ دی ث سؽ آػیبثىبسی هىبیىی هحذد ث

( یب Mo، Ti، Zr، Cu، Fe) ی فبكش هبذ،دؿؾ د

ثد (NiAl ،ZrTi ،TiAlسشویجبر ثیي فلضی هبذ،)

ووشش گضاسؿی دس خلف دؿؾ دی آلهییم ثش سی

گضاسؽ ؿذ اػز. وچیي یچ گضاسؽدیگش یهبد

هشـش ؿذ ای دس خلف دؿؾ دی آلهییم ثش

گشدیذ اػز. ثقلا یبفز یبی فلادلایسی صیش

مؾ فولیبر حشاسسی ثقذی ثش سی فر اسوی ثیي

صیش لای سغییشار فبصی هشسجظ ثب آى ثشسػی - دؿؾ

-ف اص ادبم ایي دظؾ ایدبد دؿؾذ لزا ـذ اػز.

قبر فلادی ث كسر بی آلهییم ثش سی ػغح لغ

خب ثب سؽ یي آػیبثىبسی هىبیىی ثشسػی اثش دس

ثبؿذ. هی آى ثقذیولیبر حشاسسی ف

Page 4: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 82

ماد ي ريش تحقیق

لغقبر صیش لای خز ی دس ایي دظؾ ثشای سی

اص فلاد ػبد دؿؾ دی ث سؽ آػیبثىبسی هىبیىی

هیلی 3هیلی هشش ضخبهز 8 ⨉ 8( ثب اثقبد Ck 45وشثی )

هشش اػشفبد ؿذ. و بی سی ؿذ ثب اػشى چشثی

صدایی ؿذ ثشای ادبم فولیبر دؿؾ دی ث سؽ

( وبیی اص فلض 1آػیبثىبسی هىبیىی آهبد ؿذذ. ؿىل )

( سشویت 1 دس خذل )سا ـبى هی دذ صیش لای

ثشای وچیي ؿیویبیی فلض صیش لای آسد ؿذ اػز.

آهبد ػبصی ػغح همغـ و ب اص وبغزبی ػجبد ی

400 ،600 ،800 ،1000 ،1200 ،1500 ،2000 ،2500

صی سػظ اػشفبد ؿذ، و دغ اص فولیبر ػجبد 3000

3/0هیب ثب اذاص ی رسار ددس آل دػشگب دلیؾ

ب وبهلا كیملی ثشاق ؿذ. ػغح و هیىشهشش

(CK45لای سی ؿذ اص خغ فلاد ػبد وشثی) صیش .1شکل

)دسكذ صی( CK45سشویت ؿیویبیی فلاد ػبد وشثی .1جديل

دی ػغح فلاد ػبد وشثی ث سؽ ثشای دؿؾ

ثب اذاص ی آػیبثىبسی هىبیىی اص ددس آلهییم سدبسی

99/99خلف ثبلا ) یثب دسخ هیىش هشش 100رسار

الىششی یو سلیش هیىشػىد فبد ؿذ( اػشدسكذ

هـخلبر( 2سثـی اص رسار ددس آلهییم دس ؿىل )

( آسد ؿذ اػز.2آى دس خذل )

ی اص رسار ددس .2شکل سلیش هیىشػىدی الىششی سثـ

آلهییم سدبسی

سدبسی آلهییمددس هـخلبر .2جديل

ثشای دؿؾ دی آلهییم ثش سی ػغح صیش لای ی

اص گلل ،سؽ آػیبثىبسی هىبیىی فلاد ػبد وشثی ث

ث هیلی هشش اص خغ فلاد ػخز ثلجشیگ 4ی ث لغش یب

. گلل بد ؿذاػشفگشم 50فذد ثب همذاس صی 47سقذاد

ؿذذ.ثب هحلل اػشى چشثی صدایی لجل اص اػشفبد، ب

ی ثب فولیبر آػیبثىبسی خز دؿؾ دی ػغح صیش لا

اػذىغاشطی ای دش اص دػشگب آػیبة گلل ،هىبیىی

(SPEX 12000D) ( ؿوبسیىی اص 3ؿىل) .اػشفبد ؿذ

حشوز هحفؾ سا ـبى ح ی هحفؾ ی اػشفبد ؿذ

وشم حدن هی دذ. خغ هحفؾ فلاد ػخز دش

ػبشی هشش هىقت هی ثبؿذ.ثشای 35داخلی آى دس حذد

فذد 1ددس آلهییم وشا ثب ،یفولیبر دؿؾ د

دس هحفؾ ی لشصاى دػشگب گلل فذد 47و ث وشا

آػیبة گلل ای اػذىغ لشاس هی گیشذ. دس سوبهی هشاحل

هسد اػشفبد ث همذاس صی ددس آلهییم ،دؿؾ دی

، همذاس صی گلل بی هسد اػشفبد ث گشم 5هیضاى

گگشد فؼفش هگض ػیلؼین وشثي آي

46/0 دبی 4/0 5/0 035/0 035/0

ووذبی

دسخ خلف

(دسكذ)

اذاص

رسار)هیىشهشش(لی هاد ا

آلهییم > 150 99/99 آلوبى

8 mm

Page 5: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

83(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

و ی هسد اػشفبد دس ش هشحلگشم، سقذاد 50هیضاى

ش آػیبثىبسی هشغی صهبى بیفذد ثد فمظ 1اص آصهى

10 و فولیبر آػیبثىبسی دس هذر صهبى بی ذ،ثد

ػبفز ادبم ؿذ. دس و ی آصهبیؾ ب 30دلیم سب

دس ثش دلیم سؾین 450ػشفز چشخؾ هسس ثش سی

ؿذ وچیي ولی هشاحل دؿؾ دی دس ؿشایظ دهبیی

اسوؼفش هحیظ ادبم گشفز.

الف( ؿوبسیه هحفؾ آػیبثىبسی خز حشوز هحفؾ .3شکل

آػیبة اػذىغ، ة( ؿوبسیه سؽ دؿؾ دی ث سؽ آػیبثىبسی

هىبیىی

ؿذ سػظ دػشگب آػیبثىبسی سوبهی لغقبر دؿؾ داد

ثقذ اص ادبم دادى ،هىبیىی گلل ای دش اشطی اػذىغ

و ب، هسد ػبصی ثش سی ػغح همغـ فولیبر آهبد

هیضاى ،اسصیبثی ضخبهز ،هغبلق ثشسػی ػبخشبسی

لشاس چؼجذگی دؿؾ ثب ووه هیىشػىح سی

هسد اػشفبد خز گشفشذ. دػشگب هیىشػىح سی

-HR3، هذل HUVITZاسصیبثی لغقبر دؿؾ داس اص ؿ

TRF-P دسثیي سلیشثشداسی هذل، داسای

chromellTrue ثشاثش 4500لذسر ثضسگوبیی سب داسای

ثد اػز.

ػخشی ػح هذل ػدی ثشای آصهى سیض ػخشی اص دػشگب

M515گشم ثب صهبى افوبل ثبس 50 ، ثب همذاس ثبس افوبلی

ثبی ادبم ؿذ.

ثشسػی ػبخشبسی ،ییي ضخبهز دؿؾث هؾس سق

س هحل فلل هـششن دؿؾ چگگی اسلبل د ،دؿؾ

هیضاى ،سغییشار ایدبد ؿذ دس سیض ػبخشبس ،صیش لای

اى چؼجذگی دؿؾ آبلیض فلشی دؿؾ هیض ،سخلخل

اص دػشگب هیىشػىح الىششی ،ثش ػغح صیش لای

FEI-ESEM-QUANTA-200هذل ، (SEM) 1سثـی

هذل ،(EDS) 2 خغی مغ ای اص دػشگب آبلیض فلشی

EDS-EDAX-Silicon-Drift، اػشفبد ؿذ.

بی فبصی دبیذاسی ث هؾس ثشسػی ادبم اػشحبل

بی بی دؿؾ داس اثشذا دسى ؿیـحشاسسی، و

ػذغ هسد ادبم لشاسداد ؿذذ واسسض سحز خلاء

10، 8، 6، 4، 2فولیبر حشاسسی ثشای هذر صهبى بی

دسخ ی ػبشی گشاد لشاس 550ػبفز، دس دهبی 30

س اص یه وس ی الىششیىی سیدی گشفشذ. ثذیي هؾ

داسای لذسر حشاسر دی آصهبیـگبی لبثل ثشبه سیضی

دسخ ی ػبشی ± 10دسخ ی ػبشیگشاد ثب دلز 1200

گشاد اػشفبد ؿذ.

فلطی دؿؾ ث هؾس ؿبػبیی سثشسػی ه ثشای

( XRD) 3فبصی دؿؾ اص آبلیض دشاؽ دشسی ایىغ

، دشسی ایىغ سػظ دػشگب هى دشاؽآص اػشفبد گشدیذ.

DRON-8، ،54/1ثب عل هج سه فبم داسای لاهخ هؼی

داسای وشهبس گشاف گشافیشی ادبم دزیشفز. ،آگؼششم

وتایج ي بحث

1 . Scanning Electron Microscope.

2 . Energy Dispersive X - Ray Spectroscopy.

3 . X – Ray Diffraction.

گلوله

الف

ب

Page 6: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 84

( سلبیش هیىشػىدی سی اص ػغح همغـ 4ؿىل )

دغ اص صهبى بی هخشلف دؿؾ بی سـىیل ؿذ

سا ـبى هی دذ. آػیبثىبسی

سلیش هیىشػىدی و ی دؿؾ الف(، -4)ؿىل

دغ اص ؿذ ػبفز آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. دس 2داد

ایي و ػغح صیش لای ثغس وبهل دؿیذ ـذ اػز

دؿؾ ث كسر خضیش ای سـىیل ؿذ چؼجذگی

، ة( -4)ؿىل ثیي دؿؾ صیش لای ضقیف اػز.

4ؿذ دغ اص سلیش هیىشػىدی و ی دؿؾ داد

،ػبفز آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. ثب افضایؾ صهبى

ضخبهز دؿؾ افضایؾ یبفش اػز لی دؿؾ ایدبد

وی ثبؿذ ػغح صیش ؿذ ثلسر هؼغح یىاخز

اص دؿیذ ـذ ، ث گ ای و دؿؾ وبهللای ثغس

ج(، -4)ؿىل سی ػغح صیش لای وبهلا ثلذ ؿذ اػز.

شػىدی و ی دؿؾ داد ؿذ دغ اص سلیش هیى

ػبفز آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. ثب افضایؾ صهبى 10

ػبفز ضخبهز دؿؾ افضایؾ یبفش 10آػیبثىبسی سب

دؿؾ سـىیل سوبم ػغح صیش لای سا دس ثشگشفش اػز.

ؿذ دس ضدیىی ػغح صیش لای ثب ػبخشبسی سمشیجب

ذگی اسلبل آى ثب هشخلخل دیذ هی ؿد هیضاى چؼج

صیش لای صیبد وی ثبؿذ.

سلبیش هیىشػىدی سی اص ػغح همغـ دؿؾ . 4 شکل

ػبفز، ة( 2آػیبثىبسی، الف( آػیبثىبسی ؿذ دس صهبى بی علای

گشم 5/0ػبفز ث وشا 28ػبفز، د( 10ػبفز، ج( 4

اػیذاػشئبسیه

د(، سلیش هیىشػىدی و ی دؿؾ داد -4)ؿىل

ػبفز آػیبثىبسی ث وشا اػیذ 28ؿذ دغ اص

گشم سا ـبى هی دذ.5/0اػشئبسیه ث هیضاى

فبهل وششل وذ ی فشایذ اػشئبسیه ث فاى اص اػیذ

یىاخز غیش لی دؿؾ ایدبد ؿذ وبهلا .اػشفبد ؿذ

غیش وگي اػز. ایي شبیح ـبى هی دذ ثب آػیبثىبسی

بی علای دؿؾ یىاخز ثذػز وی ث هذر صهبى

آیذ. افضایؾ صهبى آػیبثىبسی ثبفث آػیت دؿؾ ایدبد

بثىبسی هخت ؿذ هی ؿد. ثغس ولی افضایؾ صهبى آػی

افضایؾ ضشثبر بؿی اص گلل ب هی ؿد و هی ساذ

. [15]ثبفث خذا ؿذى آػیت دیذگی ؿذیذ دؿؾ ؿد

وسبشش بی لزا دس ػشی دم آصهبیؾ ب اص صهبى

.آػیبثىبسی اػشفبد ؿذ

هیىشػىدی و ی دؿؾ سلیش ،الف( –5ؿىل )

دغ اص ؿذ آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. دس 10داد دلیم

ایي و ػغح صیش لای ثغس وبهل دؿؾ داد ـذ

ثلسر غیش یىاخز هشخلخل ولخ ای ؿىل

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Feسیز لای

Page 7: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

85(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

هی ثبؿذ. دس الـ اسلبل خؽ هبػجی ثیي رسار ددس

لی ی صیشا دس ص صیش لای سـىیل ـذ اػز. هبى بی ا

آػیبثىبسی خؽ ػشد ث هیضاى ووششی ث لؿ

ثن چؼجیذ ؿذى ون رسار هی ؿد هی دیذد ثبفث

ی ، سلیش هیىشػىدی وة( -5)ؿىل . [16]

دلیم آػیبثىبسی سا ـبى 20 صدؿؾ داد ؿذ دغ ا

هی دذ. ثب افضایؾ صهبى آػیبثىبسی خؽ ػشد ث ن

و رسار اسفبق هی افشذ لی وبى عسیچؼجیذ ؿذى

سب حذ ووی هی ؿد ضخبهز دؿؾدس سلیش هلاحؾ

، اهب وچبى دؿؾ ثلسر غیش افضایؾ دیذا وشد اػز

یىاخز ثد دس لؼوز بیی اص صیش لای ص دؿؾ

، سلیش ج( -5)ؿىل ث خثی سـىیل ـذ اػز.

دلیم 30دغ اص هیىشػىدی و ی دؿؾ داد ؿذ

سمشیجب اص آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. دؿؾ ایدبد ؿذ

ضخبهز ؼجی خثی ثشخسداس اػز لی سوبهی ػغح

صصیش لای سا دس ثش گشفش ػبخشبس دؿؾ یض

یىی ػغح،دثلسر غیش یىاخز ثد اهب دس ض

و اص هیضاى شبسی سمشیجب یىاخز دیذ هی ؿدػبخ

اسلبل خثی ثب صیش لای ثشخسداس وی ثبؿذ.چؼجذگی

د(، سلیش هیىشػىدی و ی دؿؾ داد -5)ؿىل

دغ اص آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. 50ؿذ دؿؾ دلیم

بسی اص ضخبهز خثی ثشخسداس ثب افضایؾ صهبى آػیبثى

ػغح دؿؾ وبهلا یىاخز ثد ػبخشبسی ؿذ،

ذاؿش اػز. اهب ص هشخلخل حبلز ولخ ای ؿىل

دیذ هبػجی ثب صیش لای دس لؼوز هشص فلل هـششن

ثشلشاس ىشد اػز داسای همبدیشی اخشلاف ػغح هی

دؿؾ اص یىذبسچگی خة ػبخشبسی وبهلا ثبؿذ. لی

هؼغح دس اعشاف دس ضدیىی ػغح صیش لای یض

سـىیل دؿؾ دس ایي فشایذ ثشخسداس اػز. هىبیضم

دس شید فبد اص اشطی ضشث ای گلل هی ثبؿذ،اػش

دؿؾ ایدبد ؿذ دس اثش ضشثبر هشالی گلل ب ث دام

، سی ػغح صیش افشبدى رسار ددس ثیي گلل صیش لای

لای خؽ ػشد خسد دؿؾ یض سـىیل هی ؿد

ی ، سلیش هیىشػىدی و( -5. )ؿىل [17]

دلیم آػیبثىبسی سا ـبى هی 80دؿؾ داد ؿذ دغ اص

ػغح ،دلیم آػیبثىبسی 80 صهبى . دغ اص هذردذ

صیشا دس ایي و ىاخز سخز ؿذ،دؿؾ وبهلا ی

ػبخشبس دؿؾ هششاون سش ؿذ ثلسر وبهلا یىاخز

ػغح فلل هـششن ثش هشص دس اعشاف و دس ضدیىی

آػیبثىبسی دس ایي هذر .ل ؿذ اػزفلض صیش لای سـىی

دلیم(، دس اثش ضشثبر هشالی بؿی اص گلل ب 80صهبى )

ثش سی ػغح فلض صیشلای، ثبفث اص ثیي سفشي آػیت

دیذگی دؿؾ ـذ ثلى دؿؾ ث خثی سوبم ػغح

وچیي ػبخشبس لای صیشلای سا ث عس وبهل دس ثشگشفش،

دؿؾ ث ى دذیذاس ـذ اػز.ب هشخلخلی یض دس آیای

اص هیضاى چؼجذگی اسلبل كسر وبهلا وگي ثد

سلیش (، -5خثی یض ثشخسداس اػز. )ؿىل

120دؿؾ داد ؿذ دغ اص ی هیىشػىدی و

و دس دلیم آػیبثىبسی سا ـبى هی دذ. وبى عسی

دؿؾ ثب ضخبهز خثی د،سلیش هلاحؾ هی ؿ

ب فمظ دس اعشاف گؿ ب ؿىل گشفش ها ،سـىیل ؿذ

ر غیش یىاخز غیش وگي ثد اػز وبهلا ثلس

و ثب افضایؾ هذر صهبى آػیبثىبسی، ضشثبر هشالی گلل

ثش ػغح صیشلای افضایؾ دیذا وشد ثبفث اص ثیي ثشدى

دؿؾ وچیي آػیت سػبذى ث ػغح فلض دبی

ؿد.هی

Al پوشش

Feزیرلایه

Page 8: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 86

سلبیشهیىشػىدی سی اص ػغح همغـ دؿؾ آػیبثىبسی .5شکل

دلیم، 20دلیم، ة( 10ؿذ دس صهبى بی وسبشش آػیبثىبسی، الف( دلیم 120دلیم، ( 80( دلیم، 50دلیم، د( 30ج(

ثشسػی بی ادبم گشفش سػظ هحممبى لجلی ـبى هی

هیلی هشش دس صهبى 4دذ ثب اػشفبد اص گلل بی ث لغش

لی ی دؿؾ د ی، ثبفث وبؾ ضخبهز ػغح بی ا

ػبخشبس دؿؾ بی ایدبد ؿذ اغلت ث ، دؿؾ ؿذ

كسر غیش یىاخز هشخلخل دذیذ آهذ وچیي

لل ثش سی ػغح فلض صیشلای، دس اثش ضشثبر بؿی اص گ

آػیت ؿذیذی ث دؿؾ اسد وشد ثبفث وذ ؿذى

و خز سفـ ایي فیت اص صهبى بی دؿؾ هی ؿد

ثب افضایؾ صهبى آػیبثىبسی ثبلاسش آػیبثىبسی اػشفبد ؿذ

.[18]دؿؾ ث ػبخشبس یىاخز سشی سجذیل هی ؿد

لل بی ث ثب اػشفبد اص گ داددظؾ حبضش ـبى لی

لی ی دؿؾ دی، ث هیلی هشش 4لغش دس صهبى بی ا

گلل ب، دلیل هبیز شم آلهییم ضشث بی بؿی اص

اخشی یى ،ضخبهز خة ،دؿؾ ثب چؼجذگی هبػت

ػغح صیش لای سـىیل هی وبهل دس اعشاف دس ضدیىی

خثی ثشخسداس اػز، اهب دس یاص وگ ػبخشبس ؿد

ی بؿی صهبى بی علای سش آػیبثىبسی دس اثش ضشث ب

دؿؾ دچبس سخلخل وذگی اص گلل ثش ػغح فلض دبی،

آػیت ؿذیذی ؿذ اػز.

سلیش ددس آلهییم، لغق ی صیشلای گلل ( 6ؿىل)

دلیم آػیبثىبسی سا ـبى هی 80ثقذ اص هذر صهبى ب،

وبى عس و دس ؿىل هلاحؾ هی ؿد دغ اص .دذ

دلیم فولیبر آػیبثىبسی، رسار ددس 80هذر صهبى

آلهییم ث كسر گلل بی ثؼیبس سیض دسآهذذ

گلل بی فلادی اص آغـشگی صیبدی ثب ددس آلهییم دس

اثش ضشثبر هشالی ثشخسداس ؿذ اذ وچیي لغق ی

ل سػظ ددس آلهییم احبع ؿذ صیشلای ث عس وبه

اػز یض اعشاف آى سا فشاگشفش و اص ؾش ثشسػی بی

اعشاف و دیػش ؽبشی دؿؾ ث كسر یىذبسچ

ی سا دسثشگشفش یچ گ سغییشار اثقبدی دس و

دذیذاس ـذ اػز. هزوس

Al پوشش

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Feزیرلایه

Al پوشش

Al پوشش

Page 9: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

87(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

و ج( ،گلل بی فلادی ة( ،( ددس آلهییمالف .6شکل

دلیم آػیبثىبسی 80دغ اص دؿؾ داد ؿذ

الف(، سلیش هیىشػىدی الىششی سثـی –7)ؿىل

(SEMاص ػغح همغـ و ) د ؿذ دغ اص دؿؾ دا ی

سا ـبى هی لجل اص فولیبر حشاسسی دلیم آػیبثىبسی، 80

و دؿؾ ایدبد ؿذ ثش سی ػغح صیش دس ایي دذ.

اػز. دس ایي لای ث كسر وبهلا یىاخز وگي

فـشدگی چؼجذگی دؿؾ ثش ،هذر صهبى آػیبثىبسی

سی ن ثش سی صیش لای یض صیبد ؿذ هخت وبؾ

سخلخل ؿذ دؿؾ ث ػبخشبسی یىاخز سش سجذیل

، دس ضدیىی ػغح ػغح صیش لایذ اػز و حشی سوبم ؿ

اص ػغح و سا ثغس وبهل دس ثشگشفش اػز. دس سش

( اص و ی EDS، آبلیض فلشی )ة ج( -7)ؿىل

لجل ،دلیم آػیبثىبسی 80دؿؾ داد ؿذ ث هذر صهبى

سا ـبى هی دذ. دس لؼوز ػغح اص فولیبر حشاسسی

دس ػیبثىبسی دؿؾ داد ؿذ، دس اثش آ ی همغـ و

، ث فلز اقغبف هذر صهبى هبػت، اثشذا رسار آلهییم

دزیشی ثبلاسش ؼجز ث آي سی ػغح صیش لای خؽ

ػشد خسد ػذغ ػبخشبسی وبهلا هؼغح یىاخز

Alآبلیض فلشی خد سا ثش سی آى سـىیل هی دذ.

ثقلا هـخق هی ؿد و دس دؿؾ سا ـبى هی دذ.

آيفر آلهییم دس صیش لای ی فلادی وچیي فر

لزا لای ی دس دؿؾ آلهییم كسر گشفش اػز

خد ذاسد. Fe/Al هشصی هیبى

ی ) الف( .7شکل (، ة(SEMسلیش هیىشػىدی الىششی سثـ

خغی اص ػغح فلشی ج( آبلیض ( ،EDS) مغ ای آبلیض فلشی

لجل اص ،دلیم آػیبثىبسی 80دس هذر دؿؾ داد ؿذ و همغـ فولیبر حشاسسی

، 8، 6، 4، 2ثب ادبم فولیبر حشاسسی ث هذر صهبى بی

، فشایذ فر اسوی ػبفز )صهبى بی هشفبر( 30 10

Alفقبل ؿذ هدش ث سـىیل لای ی هیبی اص فبكش

الف

ب

Al پوشش

Feزیرلایه

Fe

Al

Page 10: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 88

Fe لای ی دس فلل هـششن ثیي دؿؾ آلهییم صیش

فلادی هی گشدد. ثب افضایؾ صهبى فولیبر حشاسسی

ضخبهز لای ی هیبی افضایؾ هی یبثذ، صیشا ثب افضایؾ

م همذاس فر فبكش آي آلهیی صهبى فولیبر حشاسسی

هیضاى فر ثب دهب .دس یىذیگش یض افضایؾ دیذا هی وذ

داسذ بط وبهلا هؼشمیوی صهبى فشایذ فولیبر حشاسسی اسسج

[19].

8ؿىل الف(، سلیش هیىشػىدی سی ) - 8ؿىل )

( اص SEMة(، سلیش هیىشػىدی الىششی سثـی ) –

دلیم 80ػغح همغـ و ی دؿؾ داد ؿذ ث هذر

ػبفز فولیبر حشاسسی دس دهبی 30آػیبثىبسی دغ اص

دسخ ی ػبشی گشاد دس ؿشایظ خلاء سا ـبى هی 550

ج د(، – 8ؿىل سلبیش اسائ ؿذ دس )وچیي دذ.

( آب، ـبى هی دذ و ثب EDSث وشا آبلیض فلشی )

ػبفز، دذیذ ی 30 افضایؾ صهبى فولیبر حشاسسی ث

فر اسوی ثلسر فر آلهییم ث صیش لای ی فلادی

وچیي فر آي ث ػوز دؿؾ آلهییم كسر

دزیشفش اػز و ثبفث ث خد آهذى یه فلل هـششن

وچیي ثبفث دي سش ؿذى لای ی هیبی ثیي صیشلای

ی فلادی دؿؾ آلهییم ؿذ اػز و ثب افضایؾ

28صهبى فولیبر حشاسسی ضخبهز لای ی هیبی ث

هیىشهشش افضایؾ یبفش اػز.

( EDS(، ج( آبلیض فلشی مغ ای )SEMالف( سلیش هیىشػىدی سی، ة( سلیش هیىشػىدی الىششی سثـی ) .8شکل

گشاددسخ ػبشی 550ر حشاسسی دس دهبی ػبفز فولیب 30دلیم آػیبثىبسی دغ اص 80د( آبلیض فلشی خغی اص و

Al پوشش

Al پوشش

Feزیرلایه

Feزیرلایه

لایه میانی

لایه میانی

Al

Fe

Al Fe

الف

ب

ج

د

Page 11: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

89(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

ثش ( سبثیش صهبى بی هشفبر فولیبر حشاسسی 9ؿىل )

سی ضخبهز )دب( لای ی هیبی ثیي دؿؾ آلهییم

صیش لای ی فلادی سا ـبى هی دذ. ثب افضایؾ صهبى

هیبی ثیي دؿؾ صیش فولیبر حشاسسی ضخبهز لای ی

لای افضایؾ دیذا وشد اػز. ثب افضایؾ صهبى فولیبر

حشاسسی همذاس فر فلش آي اص صیش لای ث دسى

ذاس فر فلش آلهییم اص دؿؾ آلهییم وچیي هم

، ث دسى صیش لای ی فلادی یض افضایؾ دیذا وشد دؿؾ

ی ی هیبی هی ؿد. و دس شید ثبفث افضایؾ دب ی لا

( ث D( ضشیت فر )t( ثب صهبى )xفبكل ی فر )

ضشیت اسائ هی ؿد وچیي( 1)كسر ساثغ ی

( Tدهب ) ثب( 2اص ساثغ ی )وبیی ث كسر خد فر

.[19] افضایؾ هی یبثذ

ی ) √ ( 1ساثغ

ی ) ) ( 2ساثغ

)exp∘D=D

بی دؿؾ ییشار ضخبهز لای هیبی دس ووداس سغ .9شکل

دغ اص فولیبر حشاسسی ث دلیم آػیبثىبسی 80داد ؿذ ث هذر

ػبشی گشاددسخ 550بی هخشلف دس دهبی هذر صهبى

ی ( وداس سغییشار ػخشی ثش سی و 10ؿىل )

ؿذ ثذى فولیبر حشاسسی سا ـبى هی دذ. دؿؾ داد

همذاس ػخشی ثذػز آهذ اص لؼوز صیش لای ی فلادی ث

ووشش ؿذ اػز و لبثل اشؾبس لهییمػوز دؿؾ آ

یىشص 75دس حذ دؿؾ دس ایي حبلز اػز. ػخشی

ثذػز آهذ.

و ثش سی ثش حؼت فبكل وداس سغییشار سیض ػخشی .10شکل

ػیبثىبسی، لجل اص فولیبر دلیم آ 80دؿؾ داد ؿذ ث هذر

حشاسسی

( وداس سغییشار ػخشی ثش سی و ی 11ؿىل )

550ثقذ اص فولیبر حشاسسی دس دهبی دؿؾ داد ؿذ

ػبفز سا ـبى هی 30گشاد ث هذر صهبى دسخ ی ػبشی

دذ. همذاس ػخشی ثذػز آهذ ثشای لای ی هیبی ثیي

، دس حذ لای ی فلادی، ثؼیبس ثبلادؿؾ آلهییم صیش

ایي ػخشی ثبلا هی ساذ یىشص گضاسؽ ؿذ اػز. 471

بؿی اص سـىیل سشویجبر ثیي فلضی ثیي دؿؾ آلهییم

.[20]ثبؿذ صیش لای ی فلادی

سیض ػخشی ثش حؼت فبكل ثش سی و سغییشار وداس. 11شکل

ػبفز 30دلیم آػیبثىبسی دغ اص 80دؿؾ داد ؿذ ث هذر

گشاددسخ ػبشی 550فولیبر حشاسسی دس دهبی

Page 12: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 90

اص فولیبر حشاسسی ثب لجل ثقذ دؿؾػبخشبس فبصی

- 12هغبلق گشدیذ. ؿىل ) سؽ دشاؽ دشسی ایىغ

80الگی دشاؽ دشسی ایىغ و دس هذر صهبى ،(الف

– 12دلیم آػیبثىبسی لجل اص فولیبر حشاسسی ؿىل )

80ة(، الگی دشاؽ دشسی ایىغ و دس هذر صهبى

ػبفز فولیبر حشاسسی دس 30دلیم آػیبثىبسی دغ اص

دسخ ی ػبشی گشاد دس ؿشایظ خلاء سا 550دهبی ثبثز

ـبى هی دذ.

جل گفش ؿذ ثقذ اص فولیبر وبى عس و دس ثخؾ ل

یل ، فشایذ فر اسوی فقبل ؿذ و هدش ث سـىحشاسسی

فلل هـششن ثیي دس Al Feفبكش لای ی هیبی اص

ثب افضایؾ دؿؾ آلهییم صیش لای ی فلادی ؿذ

هیبی یض افضایؾ صهبى فولیبر حشاسسی ضخبهز لای ی

ایىغ دیه و دس الگی دشاؽ دشسی دیذا وشد اػز

FeAl لی .ـبى داد ؿذ اػز وشا ثب فبكش ا

دلیم آػیبثىبسی لجل اص فولیبر حشاسسی 80الف( الگی دشاؽ دشس ایىغ و دغ اص .12شکل

الف

Page 13: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

91(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Feایجاد تزکیبات بیه فلشی ي مکاران، درسیان

گیزیوتیج

هن سشیي شبیح ثذػز آهذ اص دظؾ حبضش فجبسر

اػز اص:

ثششیي دؿؾ اص ؾش یىاخشی وگي ثدى، -1

لای اص چؼجذگی اؼدبم لای ب ثش سی ػغح فلض صیش

5آػیبثىبسی ثب ؼجز صی ددس آلهییم ث همذاس صی

هیلی هشش ث همذاس 4گشم گلل بی فلادی ثب لغش

گشم، ثشای ایدبد دؿؾ ثش سی ػغح فلاد 50صی

دلیم آػیبثىبسی ایدبد ؿذ. 80ػبد وشثی دس هذر

شبیح فولیبر حشاسسی لغقبر دؿؾ داد ؿذ ـبى -2

،و دذیذ ی فر اسوی ث كسر، فر آلهییم ث داد

صیش لای ی فلادی فر آي اص صیشلای ث دؿؾ

آلهییم كسر دزیشفش، و ثبفث ثخد آهذى لای ی

هیبی اص سشویجبر ثیي فلضی دس فلل هـششن ثیي دؿؾ /

صیشلای هی ؿد. اذاص ی ضخبهز لای ی هیبی ثب

افضایؾ صهبى فولیبر حشاسسی افضایؾ هی یبثذ ثغسی و

شش هی هیىشه 28ػبفز ضخبهز ایي لای ث 30ثقذ اص

سػذ.

دلیم 80شبیح آصهى ػخشی ػدی ثش سی و ی -3

آػیبثىبسی ؿذ لجل اص فولیبر حشاسسی ـبى داد، و

یىشص ثشخسداس 75حذ دؿؾ اص هیضاى ػخشی دبئیي دس

ثد اػز. وچیي شبیح آصهى ػخشی ػدی ثش سی

ػبفز 30دلیم آػیبثىبسی ؿذ ثقذ اص 80و ی

و لای ی هیبی اص هیضاى فولیبر حشاسسی ـبى داد،

یىشص ثشخسداس ؿذ اػز و 471ػخشی ثبلایی دس حذ

بؿی اص سـىیل فبص بی ػخز اص سشویجبر ثیي فلضی

FeAl .دس لای ی هیبی اػز

دسخ ػبشی گشاد 550دس دهبی ػبفز فولیبر حشاسسی 30دلیم آػیبثىبسی ثقذ اص 80الگی دشاؽ دشس ایىغ و دغ اص (ة .12 شکل

ب

ب

Page 14: ٽترازح تاٿ٫ٯْ ٴ ټرا٣باٿسآ ؼٴر اب دلاٵف زب Fe Al ټش ... · 2020. 10. 1. · Ball Milling and Thermal Treatment Amin Darziyan Tabari Department of

(1397)38، علم ي مىدسی سطحبز ريی فلاد با ريش آسیابکاری Al -Fe ایجاد تزکیبات بیه فلشیي مکاران، درسیان 92

مزاجع

by Using Mechanical Alloying, Surface and Coating Thechnology, 217(2013)64-69. 12. Du, H, Wei, Y. Lin, W. Hou, L. .Z, One Way of Surface Alloying Treatment on Iron Surface Based on Surface Mechanical Attrition Treatment and heat Treatment, Applied Surface Science, 255(2009)8660-8666. 13. M. Mohammadnezhad, M. Shamanian, M.H. Enayati, M. Salehi, In Fluence of Annealing Temperature on the Structure and Properties of the Nanograined NiAl Intermetallic Coating Produced Mechanical Attrition Treatment, Surface and Coating Technology, 203(2009)3026-3031. 14. M. Mohammadnezhad, M. Shamanian, M.H. Enayati, M. Salehi, and A. Hoseynian, Microstructures and Properties of NiAl-Tic Nanocomposite Coatings on Carbon Steel Surface Produced by Mechanical Alloying Technique, Surface and Coating Technology ,238(2014)180-187. 15. Z. Zhan, T. He, D. Wang, W. Gao , Low-temperatur processing of Fe-Al Intermetallic Coating Assisted by Ball Milling, Intermetallics, 14(2006)75-81. 16. D. Aryanto, A.S. Wismogroho, and T. Sudiro, Structure Evolution of Fe-50% Al Coating Prepared by Mechanical Alloying, Journal of Physics: Conferens Series, 739(2016)012132. 17. S.E. Aghilli, M.H. Enayati, F. Karimzadeh, Synthesis of (Fe, Cr)3 Al-Al2O3 Nanocomposite Through Mechanochemical Combusition Reaction Induced by Ball Milling of Cr, Al and Fe2O3 Powders, Advanced Powders Technology, 25(2014)408-414. 18. M. Mohammadnezhad, M. Shamanian, M.H. Enayati, Formation of Nanostructured NiAl Coating on Carbon Steel by Using Mechanical Alloying, Applied Surface Science, 263(2012)730-736. 19. M.H. Enayati, F. Karimzadeh, and S.Z. Anvari, Synthesis of Nanocrystalline NiAl by Mechanical Alloying, Journal of Materials Processing Technology, 200(2008)312-315. 20. A. Canakci, F. Erdemir, T. Varol, Serdar, Ozkaya, Formation of Fe-Al Intermetallic Coating on Low-Carbon Steel by a Novel Mechanical Alloying Technique, Powder Technology, 247(2013)24-29.

1. A.S. Wismogroho, W.B. Widayatno Suryadi, K.A. Zaini Thosin, N.T. Rochman, H. Sueyoshi, Iron Aliminids Coatingon Al by Mechanical Alloying, Surface Engineering, 27(2011)126-133. 2. A.R. Marder, The Metallurgy of Zinc Coated Steel, Progress in Materials Science, 45( 2000) 191-271. 3. S.E. Aghili, M.H. Enayati, and F. Karimzadeh, Synthesis of Nanocrystalline (Fe,Cr)3 Al Powders by Mechanical Alloying, Materials and

Manufacturing process, 27(2012 467-471. 4. M.A. Morris, A. Dodge, D.G. and Morris, Structure Strenght and Toughness of Nanocrystalline Fe Al, Nanostructured Materials,11(1999)873-885. 5. N.S, Stoloff , Iron Aluminides, Present Status and Future Prospects, Materials Science and Engineering A, 258(1998)1-14. 6. G.J. Yang, H.T. Wany , Li, C. J, and Li, C. X, Effect of Annealing on the Microstructure and Erosion Performance of Cold Sprayed FeAl Intermetallic Coating, Surface and Coating Technology,205(2011)5502-5509. 7. B. Song, Sh. Dong, H Liao, and Ch Coddet , Microstructure and Wear Resistance of Fe Al/Al2O3 Iintermetallic Composite Coating prepared by Atmospheric PlasmaXspraying, Surface and Coating Technology, 268(2015)24-29. 8. V. Zadorozhnyy, S. Kaloshkin, E. Keavitser, S. Romankov, Coating of Metals With Intermetallics by Mechanical Alloying, Journal of Alloys and Compounds, 509(2011)5507-5509. 9. S. Romankov, Y. Hayasaka, N. Hayashi, E. Kasai, S.V. Komariv, Effect to Anneling Treatment on the Structure and Properties of the Nanograined TiN Coatings Produced by Ultrasonic – Based Coating Process, Journal of Alloys and Compounds, 495(2010)625-628. 10. S. Romankov, S.D. Kaloshkin, Y. Hayasaka, N. Hayashi, E. Kasai, S.v. Komariv, Effect of Process Parameters on the Formation of Ti-Al Coating Fabricated by Mechanical Alloying, Journal of Alloy and Compounds ,484(2008)392-396. 11. A. Revesz, L. Takacs, Coating a Cu Plate with a Zr-Ti Powder Mixture Using Surface