WC-Ni sert dolgu alaşımının kuru ve NaCl çözelti ortamlarındaki aşınma performansı

Yıl 2020, , 553 - 562, 15.06.2020

Nilay Çömez

https://doi.org/10.24012/dumf.529261

Öz

Nikel esaslı matris malzemesi içerisinde homojene yakın bir şekilde
dağılmış tungsten karbür (WC) parçacıkları ile üretilen sert dolgu kaplamaları,
sertlik, aşınma direnci ve korozyonun mükemmel kombinasyonunu sunmaktadır. Bu
çalışmada plazma ark kaynağı ile nikel esaslı matris malzemesine küresel WC
partikülleri ilave edilerek sert dolgu kaplama üretimi gerçekleştirilmiştir ve
aşınma ortamının aşınma miktarına etkisi araştırılmıştır. Kaplamanın genel
sertliği makro Vickers (HV10) metodu ile ölçülmüştür. Ayrıca, WC
partiküllerinin ve matris/karbür ötektiğinin sertliği HV3 metodu ile
belirlenmiştir. Kaplamanın “ball-on-disc” aşınma testleri hem kuru ortamda hem
de ağırlıkça %5 NaCl sulu çözeltisi içerisinde, 10 N yük altında ve oda
sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Karşı eleman olarak 6 mm çapında alümina
bilye kullanılmıştır. Kayma hızı ve mesafesi sırasıyla 3 cm/s ve 2000 m olarak
ayarlanmıştır. Her 500 metrede bir profilometre ile aşınma izinin topoğrafyası
çıkarılmıştır ve hacimsel malzeme kaybı hesaplanmıştır. Artan kayma mesafesi
ile malzeme kaybı artmıştır. NaCl çözeltisi ortamındaki aşınma testinde
gerçekleşen hacimsel malzeme kaybının kuru ortama göre daha yüksek olduğu
tespit edilmiştir. NaCl çözeltisinde yapılan aşınma testinde, sadece aşınmanın
mekanik etkisi ile değil aynı zamanda korozyon sebebiyle de malzeme kaybı
meydana geldiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Tungsten karbür, nikel, sert dolgu, aşınma, sertlik

Kaynakça

• Balakrishnan, M., Balasubramanian, V., Reddy, G.M., (2013). Effect of hardfacing consumables on ballistic performance of Q&T steel joints, Defence Technology, 9(4), 249-258.
• Buchanan, V.E., McCartney, D.G., Shipway, P.H., (2008). A comparison of the abrasive wear behaviour of iron-chromium based hardfaced coatings deposited by SMAW and electric arc spraying, Wear, 264(7-8), 542-549.
• Buchanan, V.E., Shipway, P.H., McCartney, D.G., (2007). Microstructure and abrasive wear behaviour of shielded metal arc welding hardfacings used in the sugarcane industry, Wear, 263(1-6), 99-110.
• Buchely, M.F., Gutierrez, J.C., Leon, L.M., Toro, A., (2005). The effect of microstructure on abrasive wear of hardfacing alloys, Wear, 259(1-6), 52-61.
• Buytoz, S., Orhan, A., Gur, A. K., Caligulu, U. (2013). Microstructural Development of Fe–Cr–C and B4C Powder Alloy Coating on Stainless Steel by Plasma-Transferred Arc Weld Surfacing. Arabian Journal for Science and Engineering, 38(8), 2197-2204.
• Chaidemenopoulos, N.G., Psyllaki, P.P., Pavlidou, E., Vourlias, G., (2019). Aspects on carbides transformations of Fe-based hardfacing deposits, Surface and Coatings Technology, 357, 651-661.
• Deng, D., Zhang, L., Niu, T., Liu, H., Zhang, H., (2015). Microstructures and wear performance of PTAW deposited Ni-based coatings with spherical tungsten carbide, Metals, 5(4), 1984-1996.
• Hajihashemi, M., Shamanian, M., Azimi, G., (2015). Physical, Mechanical, and Dry Sliding Wear Properties of Fe-Cr-WC Hardfacing Alloys Under Different Tungsten Addition, Metallurgical and Materials Transactions B, 46(2), 919-927.
• Han, G., Jiang, P., Wang, J., Yan, F., (2016). Effects of NaCl concentration on wear–corrosion behavior of SAF 2507 super duplex stainless steel, RSC Advances, 6(112), 111261-111268.
• Karimzadeh, F., Ebnonnasir, A., Foroughi, A., (2006). Artificial neural network modeling for evaluating of epitaxial growth of Ti6Al4V weldment, Materials Science and Engineering: A, 432(1-2), 184-190.
• Leech, P.W., Li, X.S., Alam, N., (2012). Comparison of abrasive wear of a complex high alloy hardfacing deposit and WC–Ni based metal matrix composite, Wear, 294, 380-386.
• Liyanage, T., Fisher, G., Gerlich, A.P., (2012). Microstructures and abrasive wear performance of PTAW deposited Ni–WC overlays using different Ni-alloy chemistries, Wear, 274, 345-354.
• Pawar, S., Jha, A.K., Mukhopadhyay, G., (2019). Effect of different carbides on the wear resistance of Fe-based hardfacing alloys, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 78, 288-295.
• St-Georges, L., (2007). Development and characterization of composite Ni–Cr+ WC laser cladding, Wear, 263(1-6), 562-566.
• Tahaei, A., Vazquez, F. G., Merlin, M., ArizmendiMorquecho, A., Valdes, F. A. R., & Garagnani, G. L. (2016). Metallurgical Characterization of a Weld Bead Coating Applied by the PTA Process on the D2 Tool Steel. Soldagem & Inspeção, 21(2), 209-219.
• Van Acker, K., Vanhoyweghen, D., Persoons, R., angrunderbeek, J., (2005). Influence of tungsten carbide particle size and distribution on the wear resistance of laser clad WC/Ni coatings, Wear, 258(1-4), 194-202.
• Zhou, Y.F., Yang, Y.L., Li, D., Yang, J., Jiang, Y.W., Ren, X.J., Yang, Q.X., (2012). Effect of titanium content on microstructure and wear resistance of Fe-Cr-C hardfacing layers, Welding Journal, 91(8), 229-235.