Journal of Welding Science and Technology of Iran

fa بررسی ریزساختار و سختی در تعمیر به روشOAW قالب های مسی DHP Evaluation of microstructure and hardness in repair with OAW method in copper DHP moulds قالب&rlm;های ریخته&rlm;گری مداوم فولاد در تعداد ذوب های بالا ممکن است در سطح قالب تحت سایش و تخریب قرار گیرند، لذا ضرورت راهکاری جهت بهبود عمر چنین قالب&rlm;هایی مطرح می&rlm;باشد. در مقاله حاضر هدف ترمیم نمونه مسیDHP  )جنس قالب فرایند ریخته&rlm;گری مداوم (&rlm;&rlm;می&rlm;باشد. در این مقاله تخریب نمونه&rlm;های مسی توسط ایجاد شیاری به کمک دستگاه CNC و عمل ترمیم آن با استفاده از جوشکاری اکسی&rlm;استیلن و پرکننده جهت پرکردن ناحیه شیار انجام شد. در این مطالعه تاثیر دمای پیشگرم، نوع پرکننده، عملیات حرارتی ناحیه جوش بر سختی، ریزساختار، آنالیز شیمیایی ناحیه جوش و هدایت حرارتی منطقه جوش بررسی و ارزیابی شد. محدوده دمای پیشگرم بین 300 تا 450 درجه سانتی‌گراد انتخاب شد. از پرکننده‌های  Cu-Pو  Cu-Ag-Pبرای پرکردن شکاف ناحیه‌ جوش استفاده شد. در تحقیق حاضر جهت سنجش نتایج از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی انرژی پرتوایکس، میکروسختی، میکروسکوپ نوری و هدایت‌سنج حرارتی استفاده شد. نتایج نشان داد افزایش دمای پیشگرم منجر به تشکیل لایه‌های اکسیدی و کاهش دمای پیشگرم با پرشوندگی ناقص ناحیه جوش همراه است که نهایتاً دمای پیشگرم 400 درجه سانتی‌گراد با توجه به دو ویژگی ذکرشده در بالا انتخاب مناسبی است. عملیات تنش زدایی با هدف کاهش تنش‌ها و حفظ خواص مکانیکی در محدوده دمایی 250 تا 400 درجه سانتی‌گراد و در زمان 2 ساعت اجرا شد. نتایج نشان داد محدوده دمایی اتنخاب‌شده دمایی هیچ‌گونه کاهش نامطلوبی در سختی وجود نداشته است. هم‌چنین، مشخص شد با افزایش مدت زمان آنیل، سختی جوش برای پرکننده مس - فسفر کاهش و برای پرکننده مس - نقره - فسفر ابتدا کاهش و سپس افزایش می&rlm;یابد. ارزیابی به کارگیری پرکنندهCu-P  در مقایسه با Cu-Ag-P نشان‌دهنده ایجاد سختی نسبتا پایین‌تر (نزدیک به کمتر از ده درصد) در پرکننده حاوی نقره نسبت به پرکننده حاوی فسفر بود. در مقابل هدایت حرارتی پرکننده حاوی نقره نزدیک به حدود ده درصد بیش از پرکننده حاوی فسفر بوده است. بدیهی‌ست که انتخاب نوع پرکننده بستگی به نوع پایه و هندسه آن دارد. بررسی&rlm;ها نشان داد که درحضور 2/7 درصد فسفر در پرکننده مس - فسفر به دلیل نزدیک‌بودن ساختار جوش به نقطه یوتکتیک جدایش به صورت بسیار جزئی صورت گرفت. این در حالیست که انتخاب پرکننده مس - نقره - فسفر با داشتن 6 درصد نقره در آن باعث ایجاد جدایش شدید نقره تا مرز 90 درصد نقره در مرکز جوش در ناحیه غیردندریتی شد. The surface of continuous casting moulds with high number of castings may be worn or destructed. As result, an approach for increasing these moulds life is necessary. In this project, the goal is the restoration of the DHP copper sample. In this project, the destruction of the copper sample is done by creation of groove using a CNC machine. The restoration of the sample is done using OAW and filler to fill groove area. In this project, the effect of preheating temperature, filler type and heat treatment of welding area on hardness, microstructure, chemical analyses of welding area and thermal conductivity of the weld are investigated. The preheating temperature range of 300 to 450oC was selected. The Cu-P and Cu-Ag-P fillers were chosen to fill the groove of the weld area. The scanning electron microscope (SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), micro hardness tester, optical microscope and thermal conductivity meter were employed for evaluation of the results in this project. The results showed that the increase of preheating temperature creates oxide layers and the decrease of preheating temperature causes the incomplete filling of the welding area. Finally, the preheating temperature of 400 oC was a proper choice considering the above mentioned factors. The stress relieving operation to decrease stress and preserve the mechanical properties in the temperature of 250 to 400 oC and duration two hours was carried out. The result demonstrated that the selected temperature causes no unwanted decrease on the hardness. It was also found that increasing the annealing duration, decreases the hardness of weld for Cu-P filler for Cu-Ag-P filler increasing the annealing duration, first decreases the weld hardness and then increases the weld hardness. The Cu-P filler was compared with Cu-Ag-P filler. The results showed that the Cu-Ag-P filler has less hardness (around 10 percent) than the filler without silver. On the other hand, the thermal conductivity of the Cu-Ag-P filler was around 10 percent more than the thermal conductivity of the Cu-P. It is obvious that the selection of the filler type depends on the type of base metal and its geometry. The results showed that the segregation in the Cu-P filler with 7.2 percent phosphorous, because of the proximity of the weld structure to the eutectic point, has slightly happened; while, the selection of the Cu-Ag-P filler with 6 percent silver caused severe segregation of silver to 90 percent silver at the center of weld at the non-dendrite area مس DHP , تعمیر و ترمیم, پرکننده جوش, ریزسختی, ریزساختار, آنیل. DHP copper, Repair of failing, Welding filler, Micro-hardness, Microstructure, Annealing 67 80 http://jwsti.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-190-7&slc_lang=fa&sid=1 H. R. Alinaghian حمیدرضا علینقیان Yes Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) S. A. Sadough Vanini سید علی صدوق ونینی No Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) S. M. Monir Vaghefi سید محمود منیر واقفی No Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان