Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

พฤติกรรมการเกาะติดของเหล็กกล้าไร้สนิมบนชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ที่เคลือบด้วยกระบวนการทีอาร์ดี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Adhesion behavior of Stainless steel on Vanadium Carbide coated by TRD process

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

ประสงค์ ศรีเจริญชัย

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโลหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1451

Abstract

เหล็กกล้าไร้ส่นิมออสเทนนิติคมีแนวโน้มที่จะเกาะติดบนเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งใช้เป็นเครื่องมือขึ้นรูป จึงขึ้นรูปเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติคยากมาก การเคลือบแข็งบนเหล็กกล้าเครื่องมือเป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยลดปัญหาการเกาะติด งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการเกาะติดของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติคที่ไถลกับชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ที่เคลือบด้วยกระบวนการทีอาร์ดี การทดสอบการไถลกระทำในเงื่อนไขที่ไม่ใช้สารหล่อลื่นที่อุณหภูมิห้องด้วยเครื่องทดสอบแบบ ring-on-disc ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด AISI 304 เป็นวงแหวนสำหรับไถลคู่กับชั้นเคลือบวาเนเดียมคาร์ไบด์ ใช้เหล็กกล้า DC53 เป็นดิสก์ซึ่งเคลือบชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ แปรผันแรงกดและความเร็วการไถลในช่วง 120 – 320 นิวตันและ 0.716 – 2.148 เมตร/วินาทีตามลำดับ ตรวจสอบผิวสัมผัสการไถลด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกวาด วิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีที่ผิวของแหวนด้วยเครื่อง SEM-EDS พบว่าน้ำหนักที่สูญไปของแหวนเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อเพิ่มแรงกดจาก 120 นิวตัน ถึง 220 นิวตัน น้ำหนักที่สูญไปเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเมื่อแรงกดเพิ่มขึ้นเป็น 320 นิวตัน ผลวิเคราะห์ SEM-EDS ที่ผิวของวงแหวนที่แรงกด 320 นิวตันหลังการทดสอบแสดงอ๊อกซิเจนสะสมอยู่มากกว่าวงแหวนที่ยังไม่ได้ทดสอบ อ๊อกไซด์ที่ผิววงแหวนอาจจะมีความหนาเพิ่มขึ้น ผลการวิเคราะห์ด้วย XPS อาจบอกเป็นนัยว่าปริมาณอ๊อกไซด์ของโครเมียมและอ๊อกไซด์ของเหล็กที่แตกต่างกันอาจเป็นสาเหตุของการเกาะติดของเนี้อเหล็กวงแหวน กรณีแปรผันความเร็วการไถล น้ำหนักที่สูญไปของเหล็กกล้าไร้สนิมค่อยๆเพิ่มขึ้นตามความเร็วการไถลที่เพิ่มขึ้นจาก 0.716 จนถึง 2.148 เมตร/วินาที

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Austenitic stainless steel is prone to adhere on tool steels which are used as forming tool. This causes austenitic stainless steel very difficult to form. Hard coating on the forming tools is a method to alleviate adhesion problems. In this work, adhesion behavior of austenitic stainless steel was tested against VC coated by thermo-Reactive Deposition and diffusion (TRD) process. Sliding wear test is conducted under the un-lubricated condition at room temperature by a ring-on-disc tester. AISI 304 is used as a ring for sliding couple with VC coating layer. DC 53 steel is used as a disc. Normal load and sliding velocity were varied in range of 120 – 320 N and 0.716 – 2.148 m/s respectively. Sliding contact was investigated by optical microscope and scanning electron microscope (SEM). Chemical composition of the ring surface was identified by SEM-EDS. It is found that weight loss of the ring increases gradually with increasing normal load from 120 N till 220 N then increase abruptly till load is 320 N. EDS analysis of ring surface for 320 N load shows that ring tested surface contains more oxygen content than that without wear testing. Oxide thickness at ring surface may be increased. of XPS analysis, result implies that different amount of Cr-oxide and Fe-oxide on the ring surface contributes to adhesion. In case of varying sliding velocity, weight loss of stainless steel ring gradually increases from sliding velocity of 0.716 m/s till 2.148 m/s.

Link to Full Text

Share

COinS