حطس یور ni-al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ...

10
و مهنذسی سطح علوم32 ( 1396 ) 22 - 13 متزهایرا تأثیز پاکی مکانیاکاری آسی بز تطکیل پوضصNi-Al روی سطحه نیکلاص پای سوپزآلی( 617 Inconel ) نتز، مهذی کزضا مطزقییه اکبزنضاد، علی راض، مسعودیی مص پور ؼذ ذػی ـىذ دا یضداـسطی، داتا دریافت مقاله( 15 / 11 / 94 - پذیزش مقاله :09 / 02 / 96 ) چکیذهؽ تحمیك اص س دس ایاواسی آػی تشایىییىا یجاد اؿؾ پNi-Al تش ػغحپش ػیاط آییى پای( 617 Inconel ) ػتفاد ا ؿذ اػت.ؽ س دس ای تسظ ؿؾ پ تـىی، دس پAl صی یش( 617 Inconel ) تاشا حفظ ت دستفا دس پ ت یص ؼثت تتفا ایای تا لغش ػیاسای آػیا دػت ذشفت ای لشاسیات ػاواسی آػیا دس صای 5 10 15 20 ؿذ.جاػت ا ػا دسذ فشآیجا ا حیاواسی آػی دس اثشسد تشخیات ا تا رساتدس پ ػغح صی یشی ػغحدس س ، پ صی یشی ؿؾ تـىی پ سدؽ ػشد خ جد. ؿیات تؼذ ػشح دس حشاستیای دس د°C 550 ی تش سا ؿذجا ارف ظ تشای ؿشای تاشویثات ت تـىی تیضی فیا د. ؿس تظ تی ؿشایظ تسد دػت آؿؾ اص ػختی پ ت ضخاذاصی ااتشسا پا ا ص دس پ ت یص ؼثت ،ا اواسی آػی ؿذ.ػتفاد ا تشویة طیسف تشسػیؿؾ پیىتشج اػىیىش اصػتفاد اا تا تـ س( یSEM ) یضا آ عیفاسی تفشقشطی ا( EDS ) ؿذ.جا اؿؾ تا داد، پـا ؾتایج پظ تشویة تیضی فNi-Al تش ػغح صی یش( 617 Inconel ) تـىی ؿذ اػت.اؿؾ دس ص ؿشایظ پتشی تاواسی آػی15 یص ؼثت اػت ػدس پ ت 10:1 تا طخ ( لغشای ت 8 12 16 ) یی تش یجاد ؿذ. اؿؾ ػختی پاوؼی 1270 یى ا شص دس ص15 اػت ػاواسی آػی ت دػتذ. آ واصهذی کلی های: آػیاىی،یىا واسییاطپشآ ػ( 617 Inconel ) ، ؿؾ پشویثاتی، ت د تیضی فNi-Al . Effect of Parameters of Mechanical Milling on the Formation of NiAl Coatings on the Nickel-Based Superalloy (Inconel 617) Raziyeh Akbarnezhad, Alireza Mashreghi, Mehdi Kalantar, Masoud Mosallaee Pour Department Mining& Metallurgical Engineering, Yazd University (Received 4 February 2016, accepted 29 April 2017) Abstract In this study, mechanical milling has been applied to fabricate Ni-Al coating on the surface of a nickel-based superalloy (Inconel 617). In order to form the coating layer, Al powders accompanying the substrate (Inconel 617) and balls with different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and then ball milling was done for 5, 10, 15, and 20 h. During the mechanical milling process, due to the cold welding between powder particles and surface of substrate, coating layer was formed. . To form the intermetallic compositions, all samples were annealed at 550 °C for 120 min. In additions, to optimize of thickness and coating hardness the ball-to-powder weight ratio, milling duration, and ball size as effective parameters were investigated. The microstructure studies of samples was investigated by using of scanning electron microscopy (SEM).The results showed that the formation of Ni-Al intermetallic coatings on nickel-based superalloy (Inconel 617) have been formed. Also, the best coating was formed in milling duration of 15 h and ball to powder weight ratio of 10:1 and mixing ball 8, 12, and 16 mm diameter. Also, the maximum hardness of the formed coatings reached 1270 HV for sample ball milled for 15 hr. Keywords: Mechanical Milling, superalloy (Inconel 617), Coating, Ni-Al intermetallics. E-mail of corresponding author:[email protected].

Upload: others

Post on 03-Nov-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

13-22(1396)32علوم و مهنذسی سطح

روی سطح Ni-Alبز تطکیل پوضص آسیاکاری مکانیکی تأثیز پارامتزهای

(Inconel 617) سوپزآلیاص پایه نیکل

پور مصلاییمسعود ،راضیه اکبزنضاد، علیزضا مطزقی، مهذی کلانتز

تاسطی، داـا یضدداـىذ ذػی ؼذ (09/02/96پذیزش مقاله : -15/11/94)دریافت مقاله

چکیذه

دس ای سؽ اػت. ؿذ اػتفاد (Inconel 617)پای یىی آیاطػپشػغح تش Ni-Al پؿؾایجاد ىایىی تشای آػیاواسیدس ای تحمیك اص سؽ

ای تا لغشای تفات ؼثت صی ت پدس تفات دس حفظ شا تا (Inconel 617)یشلایص Alپدس ،تـىی پؿؾ ظست

دس اثش آػیاواسیحی اجا فشآیذ دس ػاػت اجا ؿذ. 20 15 10 5ای دس صا آػیاواسیػیات ای لشاس شفتذ دػتا آػیای ػیاس

دس شح تؼذ ػیات ؿد.جؽ ػشد خسد پؿؾ تـىی ی یشلایص، پدس سی ػغح یشلایص ػغح پدس رسات تا اتای تشخسد

دػت آسد ؿشایظ تی تظس ت ؿد.یا فضی تی تـىی تشویثات تا ؿشایظ تشای فر اجا ؿذ اتش سی C 550°دس دای حشاستی

تشسػی سفطی تشویة اػتفاد ؿذ. آػیاواسیا، ؼثت صی ت پدس صا پاساتشای اذاص ضخات ػختی پؿؾ اص

تایج پظؾ ـا داد، پؿؾ تا اجا ؿذ. (EDS)اشطیتفشق اسی عیفآایض (SEMی)ستـا تا اػتفاد اص یىشػىج اىتشی پؿؾ

ػاػت ؼثت صی 15 آػیاواسیتتشی ؿشایظ پؿؾ دس صا اػت. ؿذ تـىی (Inconel 617)یشلایصػغح تش Ni-Al فضی تیتشویة

ػاػت 15شص دس صا یى 1270اوؼی ػختی پؿؾ ایجاد ؿذ. تشیی (16 12 8ای ت لغش)خط تا 10:1 ت پدس

آذ. دػت تآػیاواسی .Ni-Al فضی تیدی، تشویثات پؿؾ ،(Inconel 617) ػپشآیاطواسی ىایىی، آػیا :های کلیذیواصه

Effect of Parameters of Mechanical Milling on the

Formation of NiAl Coatings on the Nickel-Based

Superalloy (Inconel 617)

Raziyeh Akbarnezhad, Alireza Mashreghi, Mehdi Kalantar, Masoud Mosallaee Pour Department Mining& Metallurgical Engineering, Yazd University

(Received 4 February 2016, accepted 29 April 2017)

Abstract In this study, mechanical milling has been applied to fabricate Ni-Al coating on the surface of a nickel-based superalloy

(Inconel 617). In order to form the coating layer, Al powders accompanying the substrate (Inconel 617) and balls with

different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and then ball milling was done for 5, 10, 15, and 20 h. During

the mechanical milling process, due to the cold welding between powder particles and surface of substrate, coating layer was

formed. . To form the intermetallic compositions, all samples were annealed at 550 °C for 120 min. In additions, to optimize

of thickness and coating hardness the ball-to-powder weight ratio, milling duration, and ball size as effective parameters were

investigated. The microstructure studies of samples was investigated by using of scanning electron microscopy (SEM).The

results showed that the formation of Ni-Al intermetallic coatings on nickel-based superalloy (Inconel 617) have been formed.

Also, the best coating was formed in milling duration of 15 h and ball to powder weight ratio of 10:1 and mixing ball 8, 12,

and 16 mm diameter. Also, the maximum hardness of the formed coatings reached 1270 HV for sample ball milled for 15 hr.

Keywords: Mechanical Milling, superalloy (Inconel 617), Coating, Ni-Al intermetallics. E-mail of corresponding author:[email protected].

Page 2: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

(1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد 14

مقذمه

تد داسا دی ت و ؼتذ ذػی اد ػپشآیاطا

خضؽ ت مات اػتحىا، اذ فشد ت حلش خاف

اػتفاد سد تالا داای دس ؼتشد عس ت داؽ، خسدی

.یشذ ی لشاس

تالا داای دس ػپشآیاطا اػتفاد ت تج تا هذت ته

ػپشآیاطاای واستشد علای، پؿهؾ تهذ مهش ته

ؿذ داد پؿؾ ػپشآیاطا ظس، تشای ای .یؼت كشف

ای حافظ تشی ع پؿؾػی .سذی تىاس ػپغ

پؿؾ فری آیایذی اػت و دس آ یهه ػپشآیاطا

ماهت اوؼیذاػهی تهالا سی تا NiAl لای آیایذی

[.1-3]ؿدیػغح آیاط ایجاد

حلشداسای خاف ذػی Ni-Al فضی تی اتتشویث

ظیش ص خلف پهایی، ماهت ػایـهی تهالا، فشد ت

اػتحىا یظ تالا، ضهشیة اكهغىان وه ماهت ته

. ایه تشویثهات اػتخسدی اوؼیذاػی دس دای تالا

داسهذ ػهپشآیاطا اغة مغ رب تالاتشی ؼهثت ته

ضی چمشهی تیـهتشی چی ت دی داؿت پیذای ف

های اخیهش تهش دس ػا س اصایا داسذ. ؼثت ت ػشایه

هه ایههههای تیههذ، خههاف واستشدههای سی سؽ

[.4-5]اػت ؿذ اجاتشویثات تحمیمات ػیؼی

های فهشآسی پهدسی یىهی اص سؽ 1آیاطػاصی ىایىی

اػت و اىا تیذ اد اص خط پدسی ای سا

آیاطػاصی ىایىی یه سؽ تیذ اد دس .وذفشا ی

حات جاذ اػت و ؿا جؽ ػشد ؿىؼهت تهای

[.6]اػترسات پدس اد ای دس یه آػیای پشاشطی

ؿهذ ىایىی هی آػیاواسیصای و خعی اص پدسا

پؿـههی سی تخـههی اص پههدس آػههیا ؿههذ تـههىی لایهه

دهذ. هی سا دیاس ظهش ای آػیا حفظ دسی

ؼها ت تاهذ ایه سؽ هی ؼ ؿذ اػت وه تتاصی

دههی سی ػههغ پههزیش جههت پؿههؾسؿههی اؼغهها

.[7-9ؿد]لغؼات اجا

1 Mechanicall alloying Process(MA)

ا ت د كهست ثاتهت تحهشن ته سؽ دس ای

تؼذاد صیهادی شا پدس دػهتا دس حفظه ه

ا تها ػغح آػیاواسی. دس اثش یشذلشاس ی آػیاواسی

دس اثش تشخسد وذتؼذاد صیادی پدس تشخسد ی

–پدس –تی ها ، پدس تهش سی ػهغح ه

ها تـهىی جؽ ػشد خسد پؿؾ سی ػغح

، ؿىؼهت جهؽ ػهشد جؽیذ ؿا آای فش ؿد.ی

تههای كههست تههجههذد رسات فههر دس فاكهه وهه

[. 10-11]اػت

[.12] دی ت سؽ آیاطػاصی ىایىیؿاتیه سؽ پؿؾ .1ضکل

كست ؿاتیه لشاس شفت رسات پدس سا دس ( ت1ؿى )

ا دس حا تشخسد شاح آیاطػاصی ىهایىی تی

ای فلادی تا یىهذیش و صایدذ. سا ـا ی

مهادیشی اص پهدس جهد دس ، وهذ تا تشخهسد هی

پهدس دس اثهش . یهشد لهشاس هی ها تی آ آػیاواسیحفظ

صدس ماعی ت ػهغح ا ضشتات ذ چؼهث هی یشلایه

صش سی ػهغح ته ای لای دس اثهش ؿهد ایجهاد هی یشلایه

صت داخ ػغ تؼذی ضشتات ؿهذ. فـهشد هی یشلایه

سا سیضدا، ػهخت یشلایصای آػیا ػغح تشخسد

سیهض وذ. تا یفؼا صػهغح ؿهذ تثهذی رسات یشلایه

Page 3: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

15 (1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد

پههدسی تهه اتؼههاد تؼههیاس سیههض افههضایؾ ػیههب ؿههثى،

صای ؿییایی تی هاد پهدسی ػهغح اوؾ یشلایه

دس ایه سؽ یاتهذ. فر ػغحی افضایؾ هی ػهاصی فؼها

ػهاصی فؼاؿد. ػغ سػب پدس ت تشتیة اجا ی

ػغح ای ؿییایی اتلا تی ػغ تاػث اجا اوؾ

[.11]ؿدذ پؿؾ ی

داد پؿؾتشای ىاساؾ اص ای سؽ 1ی وای

Cr تههش سی ػههغحCu اػههتفاد وشدههذ. دس ایهه تحمیههك

ت جد آذ تا جؽ یشلایصتش سی ػغح Cr پؿؾ

حهذاورش ػختی تا پؿؾ تل ؿذ اػت. یشلایصػشد ت

یشلایههصد ؿهؾ تشاتهش تیـهتش اص یىهشص وه دس حهذ 625

صتاػث تثد خاف ىهایىی تـىی ؿذ Cu یشلایه

[.12]ؿذ اػت

-Ti-Cu Ti فهضی تییض پؿؾ ىاساؾ 2ی ت

Cr تههش سی آیههاط ساTi .حمیههكتدس ایهه ایجههاد وشدههذ

Ti-Crتیـتش اص Ti-Cuضخات پؿؾ آهذ. دػهت ته

اكهی تـهىی پؿهؾ فهر تهد وه دس سهذ ىایؼ

Ti-Cuپؿهؾ تهد. ؤثشافضایؾ ضخات پؿؾ تؼیاس

Ti-Crماههت تهه خههشاؽ تیـههتشی ؼههثت تهه پؿههؾ

[.13]داؿت

داد پؿهؾ ىهاساؾ اص ایه سؽ تهشای 3ساى

Ti-Al سی ػغحTi Al .پؿهؾ اػتفاد وشدهذ Ti-

Al ماههت تهه اوؼیذاػههی خههاف ىههایىی یداسا

. دس اػتغب دس داای تالا ؼثت ت آیاطای تیتای

سی mµ 200تها ضهخات Ti-Al ای تحمیهك پؿهؾ

[.14]جد آذ ت Ti ػغح

ته سؽ یده پؿهؾ یص دسو تحمیمی تا تج ت ای

ضاسؽ تاو اطیآػپشىایىی تش سی ػغح یواسایآػ

Ni-Al تش پای تشویثات تی فهضی پؿؾ ، زاـذ اػت

ایجاد (Inconel 617) ىیآیاط پای ػپشسی ػغح تش

لشاس شفت. سدتشسػی یدپؿؾپاساتشای

1.Yongcan Li

2.Bo Li

3.Romankov

مواد و روش تحقیق

20تا اذاص رسات تػظ Alاص پدس پظؾدس ای

و اص ؿشوت پشعاع ـذ 9/99یىش تا خف %

تی ؿذ تد تؼا اد ای تشای ایجاد پؿؾ

سداػتفاد لشاس شفت. چی اص ػپشآیاط پای

)صیشلای( تجاسی تؼا (Inconel 617)یى

(Inconel 617)اػتفاد ؿذ اػت. ػپشآیاط پای یى

ت سؽ واتتشی آایض ؿییایی ؿذ تایج آ دس

دی ػختی صیشلای لث اص پؿؾ ؿذ اػت. روش 1جذ

4×10×10آیاط ت اتؼاد یىشص تد. لغؼات ػپش 600

تش ت وه ایشوات تشؽ صد ؿذذ.یی

جت حز چشتی دیپؿؾا لث اص

ػاصی آادیذ آای ػغحی تحت فشآدی

لشاس شفتذ ( ؿؼتـ تا اى اػت صی ػثادػغح)

ای ش خـه ؿذذ. تاػپغ

ی فلادی ا Alؿذ ت شا پدس ای آاد

ػهیاس دس حفظ دػتا آػیا تها (PBM210)ای هذ

cmحج لشاس داد ؿهذذ. اتؼهفش داخهی حفظه 3400

دی آس اص عشیك د ؿیش سدی خشجی آػیا تا اص

ؿههذ تههش سی دس حفظهه، جههت جههیشی اص تؼثیهه

8ای تا لغهش) اوؼیذاػی اخاػت وتش ؿذ. اص

( 10:1تش ؼثت صی ته پهدس) ( یی16 12

( اػتفاد ؿذ. ػهشػت دػهتا تهشای اجها فشآیهذ 20:1)

خاب ؿهذ. آػهیاواسی ىهایىی دس ات rpm300آػیاواسی

ػههاػت اجهها ؿههذ. 20 15 10 5ههای صهها ههذت

ؿذ دس ایه پهظؾ دس دی اجاؿاتیه سؽ پؿؾ

ؿهذ ای پؿهؾ داد ؿذ اػت. ( ـا داد1ؿى)

ته C °550 دس وس تحت اتؼفش هاص آسه دس دهای

ػشد شدیذ.دلیم حشاست داد ؿذ دس وس 120ذت

Page 4: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

(1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد 16

.(Inconel 617) اػتفاد سد اطیػپش آ آایض ؿییایی. 1جذول

عنصز

ضیمیایی

Ni Cr Co Mo Al Fe Ti C

درصذ

وسنی

54 22 12 3/9 2/1 0/1 4/0 1/0

ا ت وه یىشػىج ػاختاس یىشػىپی پؿؾ

جض ت VEGA3 TESCANذ (SEM)اىتشی

چی اص ش تشسػی ؿذ. (EDSػلشی)دػتا آایض

تشای حاػث دسكذ ػغحی Clemexآایض تلیش افضاس

یشی ػختی پؿؾ اص جت اذاصا اػتفاد ؿذ. حفش

ش 500تا تاس اػای وپادػتا یىشاسدغ

ثای اػتفاد ؿذ. 10اػا تاس صا ذت

نتایج و بحث

اص لثی اذاص ، ؼثت آػیاواسییذ آپاساتشای فش

تأثیش صیادی تش آػیاواسیصی ت پدس صا

تاتشای ؿشایغی و دس ؛ داسد ؿذ ایجاد خاف پؿؾ

تؼیاس آیذ ت دػتپؿؾ یػخت آ، حذاورش ضخات

ایت اػت. ضیحا

بزرسی پارامتزهای فزآینذ

یذ استثاط آىایىی یشی اسد حی فش آػیاواسیدس

داسد. جؽ ػشد سداػتفادای ؼتمیی تا اذاص

پؿؾ، د ػا اكی تـىی پؿؾ ؿىؼت ؿذ لای

(2)ؿى .[1615]ؼتذىایىی آػیاواسیدس فشآیذ

تلایش یىشػىج اىتشی ستـی اص پؿؾ

ػاػت تا ؼثت صی 5 واسی آػیاتا صا ایجادؿذ

دس دذ. ای تفات سا ـا ی تا 10:1ت پدس

اػتفاد ؿذ تش یی 16اص تا لغش (ب -2)ؿى

اػت. پؿؾ پیػتی اػثی تش سی ػغح ذاسد

ؿذ اػت و دی آ یشی اسدآػیة صیادی تش پؿؾ

ؿد. اسد ی ا تش پؿؾصیادی اػت و اص

12لغش ایتا ؿذ یتـىپؿؾ ( ب-2ؿى)

ت دی یشی دذ. دس ای حات تش سا ـا ییی

عس تا ت پؿؾ اسد ؿذ پؿؾ وتشی و اص

صیشلای تـىی ؿذ اػت وا پیػت تش سی ػغح

پؿؾ صیشلای اص عشیك جؽ ػشد ت یىذیش اتلا

ا اص حات لث دس ای حات اشطی جثـی داسذ.

وتش تد اػت ت ی دی پؿؾ دچاس وذی ـذ

اػت ی تا تج ت اذاص ؼثتا تضسي ، یشی ص

یة ت پؿؾ ایجاد زا تاػث آػ ،ا ص تالاػت آ

( اص ج-2) دس ؿى تخخ صیاد دس پؿؾ ؿذ اػت.

تش اػتفاد ؿذ اػت. دس ای یی 8ای ت لغش

16 12ای تا لغش ا ؼثت ت حات یشی

وتش ؿذ اػت ضخات پؿؾ واؾ یافت پؿؾ

ىی ؿذ تـ لای یىاخت تش سی صیش عس وا غیش ت

ای ایجادؿذ اص خط دس جت سفغ ػیة اػت.

اػتفاد (د-2)تش دس ؿىیی 16 12 8ای

ا تش اشطی جثـی و اص (د-2ؿى) ؿذ اػت. دس

ػغح اسد ؿذ تاػث ؿذ پؿؾ ایجادؿذ تش ػغح

صیشلای اص فـشدی اػثی تشخسداس تاؿذ اشطی لاص

د جؽ ػشد تی پدس جد داؿت جت ایجا

.[17]ذتاؿ

(الف)

Page 5: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

17 (1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد

تلایش یىشػىج اىتشی ستـی اص ػغح مغغ .2 ضکل

12( بتش، یی 8( اف لغشای ت تا ؿذ دادپؿؾ یشلایص

12 8 ای ت لغشخعی اص (دتش، یی 16( جتش، یی

.تشیی 16

تا ایجادؿذ پؿؾ یىشػىپی تلایش (3ؿى)

صا ذت تا تشیی 16 12 8 لغش ت ای

تفات پدس ت صی ؼثت ػاػت 5 آػیاواسی

دس ؿدی لاحظ چاچ .دذی ـا سا 20:1 10:1

ی اػت ؿذ تـىی صیشلای ػغح تش پؿؾ د ش

ایپؿؾ، ػغحی سفطی ضخات اصظش

لاحظ تلایش دس و عس ا .ؼتذ تفات ایجادؿذ

پدس ت صی ؼثت تا( اف -3) دس. ؿدی

تا اػت ؿذ تـىی صیشلای ػغح سی تش پؿؾ 20:1

ػغح احذ تش صیادی یشی ا صیاد تؼذاد ت تج

پؿؾ ت آػیة پؿؾ ؿذ وذ تاػث و ؿذ اػا

ـذ تـىی صیشلای ػغح تش وا عس ت پؿؾ ؿذ

پدس رسات تی ػشد جؽ اتلا اىا اػت

اعك تیـتش دس پؿؾ ضخات. اػت ؿذ وتش صیشلای

دس. اػت اكا غیشیىاخت پؿؾ ػغح تفات

یه 10:1 پدس ت صی ؼثت تا( ب-3)

ػغح. اػت تـىی ؿذ پای فض ػغح تش تشاو پؿؾ

. اػت شتیىاخت تشكا لث حات ت ؼثت پؿؾ

لث حات ت ؼثت ا وتش ص تؼذاد ت تج تا

اىا و اػت ؿذ اسد ػغح احذ تش وتشی یشی

ضخات. اػت ؿذ فشا تیـتش ػشد جؽ اتلا

.[15]اػت ؿذ تیـتش اعك اورش دس پؿؾ

(c)

(الف)

(ب)

(ج)

(د)

Page 6: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

(1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد 18

دذ تأثیش تلایش یىشػىج اىتشی ستـی، ـا .3 ضکل

(ب، 10:1( افصی ت پدس سی تـىی پؿؾ ؼثت

20:1.

( تلایش یىشػىج اىتشی ستـی اص ػغح 4ؿى)

ای تا لغش تـىی ؿذ تا خط ایمغغ پؿؾ

20:1 تش ؼثت صی ت پدسیی 16 12 8

دذ. ای ختف آػیاواسی سا ـا یپغ اص صا

ؿذ ( تلیش یىشػىپی پؿؾ داداف-4)ؿى

ضخات دذ.ػاػت آػیاواسی سا ـا ی 5پغ اص

پؿؾ اص اػتپؿؾ دس اعك ختف تفات

پیػتی اػثی تش سی ػغح تشخسداس یؼت. دس

( تلیش یىشػىپی اص ػغح مغغ ب-4ؿى)

دذ و یای ػاػت آػیاواسی سا ـا ی 10تؼذ اص

ػاػت آػیاواسی افضایؾ یافت 5ضخات پؿؾ ؼثت ت

تش سی ػغح یىاخت اكست ؼثت اػت پؿؾ ت

تلیش (ج-4) ؿذ اػت. دس ؿىصیشلای تـىی

ػاػت 15یىشػىپی اص ػغح مغغ تؼذ اص

دذ. یای ضخات پؿؾ ؼثت آػیاواسی سا ـا ی

كست ت د حات لث افضایؾ یافت اػت. پؿؾ ت

یىاخت تش سی ػغح تـىی ؿذ اػت. دس والا

ت اجا ؿذ اػ ػاػت 20ذت ( آػیاواسی تد-4ؿى)

دی صا صیاد آػیاواسی پؿؾ دچاس آػیة ؿذ ت

[.6 14یاتذ]یضخات پؿؾ واؾ

واسی سا تش ضخات پؿؾ ـا ( تأثیش صا آػیا5)ؿى

ؿد تا افضایؾ صا عس و لاحظ ی دذ، ای

آػیاواسی ضخات پؿؾ افضایؾ پیذاوشد پؿؾ تا

mµ49/60 ا ضخاتت 20:1 ؼثت صی ت پدس

mµ11/73تا ضخات 10:1تا ؼثت صی ت پدس

ػاػت 15تـىی ؿذ اػت. تا افضایؾ صا تیؾ اص

ضخات واؾ یافت افضایؾ صا ػثة ایجاد تشن،

ای پؿؾ ؿذ ای ؿذ ایجاد تخخ دس لایسل

.[14]اػت

(c)

(b)

)الف(

(ب)

(ب)

Page 7: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

19 (1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد

تلایش یىشػىج اىتشی ستـی ػغح مغغ پؿؾ .4 ضکل

ای خعی اص 10:1آػیاواسی تا ؼثت صی ت پدس

5(افای ختف آػیاواسی تش تؼذ اص صایی 16 12 ، 8ت لغش

.ػاػت 20(د 15(ج 10(ب

.آػیاواسی صا ت ؼثت پؿؾ ضخات تغییشات داس .5 ضکل

بزرسی مورفولوصی پوضص

( تلههایش یىشػههىج اىتشههی ستـههی اص 6)ؿههى

8)ای ته لغهش سفطی پؿؾ تـىی ؿذ تا

دس 10:1 ؼثت صی ته پهدس تش( یی16 12

دههذ.ػههاػت آػههیاواسی سا ـهها ههی 15 5ههای صهها

دسكهذ 8/25 ااپیػتی( یضا تخ ا اف-6ؿى)

ػهاػت 15( تا افضایؾ صا آػیاواسی تا ب-6دس ؿى)

ای جد دس پؿهؾ وهاؾ یضا تخخ اپیػتی

دسكههذ سػههیذ اػههت. افههضایؾ صهها 5/12یافتهه تهه

ا تهش ػهغح آػیاواسی جة افضایؾ تؼذاد ضشتات

ؿهد وه ایه افهضایؾ تاػهث فـهشدی تیـهتش پؿؾ ی

پؿههؾ تههش سی هه وههاؾ تخخهه ؿههذ ههای لایهه

.[12]اػت

جت تشسػی چی تصیغ ػاكش حی فشآیذ

ؿى اؿؼ ایىغ اػتفاد ؿذ. آػیاواسی اص آایض مـ

ؿذ تا ؿذ اص پؿؾ داد ( تلایش شفتاف-7)

8 ای ت لغش تا 10:1ؼثت صی ت پدس

ػاػت آػیاواسی سا ـا 10تش دس صا یی 16 12

( تصیغ ػلش آیی تا س لشض ب-7) دذ. ؿىی

ـخق اػت ـا دذ حضس ػلش آیی دس

تاؿذ آیی تاؼت ت صیشلای ػشتاػش پؿؾ ی

( فر وذ تا یى Inconel 617ػپشآیاط پای یىی )

پیذ ایجاد وذ تـىی تشویثات تی صیشلایجد دس

( تصیغ ػلش یى تا ج-7. دس ؿى )دذ Ni-Al فضی

( د-7ـخق ؿذ اػت. اغسو دس ؿى )س آتی

دس و احی پؿؾ Al Ni ؿد ػاكشـاذ ی

جد داسذ ت كست یىاخت تصیغ

.[1615]ذاؿذ

(ج)

(د)

Page 8: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

(1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد 20

تلایش یىشػىج اىتشی ستـی اص سفطی .6 ضکل

تش یی 16 12 8 ای ت لغشپؿؾ تـىی ؿذ تا

5( افای آػیاواسی دس صا 10:1ؼثت صی ت پدس

.ػاػت 15(ب

آنالیش سختی

ا اص آصایؾ ظس تشسػی خاف ىایىی ت

پشفی دس اتذاد اص پؿؾ تیشی ت ػختی ت ؿى

تصیغ (8ؿى)ؿذ اػت. ػت داخ صیشلای اػتفاد

ای ختف ا سا دس صا یىش ػختی اص مغغ

ػختی پؿؾ ا دس دذ.آػیاواسی ـا ی

ی اػت لا یشصی تیـتش اص ػختی ا لاحظ لات عس ت

یاتذ. ػختی واؾ ی شفت اص ػغح تافاك

ػاػت 15ی واسیاآػاوؼی ػختی پؿؾ دس صا

ی مذاس اشطی تیـتشی دس اثش واسیاآػاػت. تا افضایؾ صا

ا ت پؿؾ ػغح اسد ضشتات تای

ؿذ دس پؿؾ یشرخؿد و تاػث افضایؾ وشؾ ی

دذ و یاتذ. تایج ـا ییؿد واسػختی افضایؾ ی

یتیضا ػختی تالای پؿؾ تؼتی ت تـىی تشویثات

ا ی واسػختی اؿی اص ضشتات تای فض

.[18]اػت

تا ؼثت ایجادؿذتلایش آایض مـ اؿؼ ایىغ پؿؾ .7 ضکل

16 12 8ای ت لغش 10:1صی ت پدس

( ب( تلیش ح تشسػی اف ػاػت 10 آػیاواسیصا تش یی

( تصیغ ػاكش آیی د یى( تصیغ ػلش جتصیغ ػلش آیی

. یى

)الف(

(ب)

(ج)

(د)

)الف(

(ب)

Page 9: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

21 (1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد

.آػیاواسیصا تشحؼةػختی داس تغییشات. 8 ضکل

گیزینتیجه

ىهایىی پؿـهی تهش پایه آػهیاواسی تا اػتفاد اص سؽ

پایه یىه ػپشآیاطػغح تش Ni(Al)فضی تیتشویثات

لغهش ای ت پؿؾ ایجاد ؿذ تا تتشی تـىی ؿذ.

دس 10:1 تا ؼثت صی ه ته پهدس 16 12 8

. افهضایؾ صها اػهت ایجادؿذػاػت 15 آػیاواسیصا

آػیاواسی جة افضایؾ ضخات پؿؾ ؿذ تیـتشی

( mµ 11/73)ػاػت آػیاواسی 15ضخات پؿؾ پغ اص

پؿؾ ػختی آػیاواسی صا افضایؾ تا تـىی ؿذ اػت.

سهذ ػهاػت 15 صا تا افضایؾ ای اػت یافت افضایؾ

وهاؾ . اػهت داؿت كؼدی دس ػهختی یهضا 20 صها

پؿهؾ ػهاختاس دس تهشن تخخ ایجاد اص اؿی ػاػت

ػاػت 20 ت 15 اص آػیاواسی صا افضایؾ، دستیج. اػت

آهایض اهی .اػهت ؿهذ پؿهؾ ویفیهت وهاؾ تاػث

EDX دذ و ػاكهش ـا ی Al Ni دس وه هاحی

اذ.پؿؾ جد داسذ ت كست یىاخت تصیغ ؿذ

مزاجع

1. M.J. Donachie, S.J. Donachie, Superalloys A

Technical Guide, ASM International, (2002).

2. Y.H. Zhou, L. Wang, G. Wang, D.L. Jin, W.

Hao, X.F. Zhao, J. Zhang, P. Xiao, Influence of

substrate composition on the oxidation

performance of nickel aluminide coating

prepared by pack cementation, Corros. Sci. 110

(2016)284–295.

3. F.H. Latief, E.M. Sherif, K. Kakehi, Role of

aluminide coating on oxidation resistance of

Ni-based single crystal superalloy at 900◦C,

Int. J. Electrochem. Sci. 10(2015)1873–1882.

، تشج: ػی حائشیها "تشویثات تی فضی "،شاسد ػاتف. 4

، اتـهاسات داـها فشدػهی ـهذ، حذ حؼهی تهی

(1382 .) 5. S.Z. Anvari, F. Karimzadeh, M.H. Enayati, J.

Alloy Compd. 447(2009)178–181.

6. C. Suryanarayana, Mechanical alloying and

milling, Progress in Materials Science,

46(2001)1-184.

7. L. Takacs, Self-sustaining reactions induced

by ball milling, Progress in Materials Science,

47(2002)355–414.

8. A. Revesz and L. Takacs, Coating a Cu plate

with a Zr–Ti powder mixture using surface

mechanical attrition treatment, Surface &

Coatings Technology, 203(2009)3026–3031.

9. S. Romankov, W. Sha, S.D. Kaloshkin and

K. Kaevitser, Fabrication of Ti Coatings by

Mechanical Alloying Method, Surface &

Coatings Technology, 201(2006)4255-4261.

10. S. Romankov, Y. Hayasaka, E. Kasai and J.

M. Yoon, Fabrication of nanostructured Mo

coatings on Al and Ti substrates by ball impact

cladding, Surface& Coatings Technology, 205

(2010)2313-2321.

11. R. Pouriamanesha, J. Vahdati-Khaki, Q.

Mohammadi, Coating of Al substrate by

metallic Ni through mechanical alloying,

Journal of Alloys and Compounds.

488(2009)430–436.

12. L. Yongcan, C. Cheng, D. Ruixiang, F.

Xiaomei, S. Yifu, Microstructure evolution of

Cr coatings on Cu substrates prepared by

mechanical alloying method, Powder

Technology 268(2014)165–172.

13. L. Bo, D. Rundong, S. Yifu, H. Yongzhi, G.

Yan, Preparation of Ti–Cr and Ti–Cu flame-

retardant coatings on Ti–6Al–4V using a high-

energy mechanical alloying method, Materials

and Design 35(2012)25–36.

14. S. Romankov, W. Sha, S. D. Kalshkin and

K. Kaevitser, Fabrication of Ti–Al coatings by

mechanical alloying method, Surface &

Coating Technology, 201(2006)3235-3245.

Page 10: حطس یور Ni-Al صضوپ لیکطت زب یکیناکم یراکایسآ یاهزتماراپ زیثأت · different ball size and ball-to-powder weight ratio were placed and

(1396)32علوم و مهنذسی سطح ،Ni-Alتأثیز پارامتزهای آسیاکاری مکانیکی بز تطکیل پوضص ران، و همکااکبزنضاد 22

15. S. Romankov, S.D. Kaloshkin, Y.

Hayasaka, N. Hayashi, E. Kasai, S.V.

Komarov, J. Alloy Compd. 484(2009)665–673.

16. M. Mohammadnezhad, M. Shamanian,

M.H. Enayati, Appl. Surf. Sci .263(2013)730–

736.

17. S. Romankov, S.V. Komarov, E.

Vdovichenko, Y. Hayasaka, N. Hayashi, E.

Kasai, Int. J. Refract. Met. Hard Mater.27

(2009)492-497.

18. C. Cheng, D. Cuiyuan, L. Yongcan, F.

Xiaomei, S. Yifu, Effects of Cu content on the

microstructures and properties of Cr-Cu

composite coatings fabricated via mechanical

alloying method, Powder Technology (2015).