آرمان خلیلی - دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
میلاد مجتهدی - گروه مهندسی مواد و نساجی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
مسعود گودرزی - دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
محمد جواد ترکمنی - مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران، تهران، ایران

 ایجاد لایه­ای سخت بر سطح فولاد کربنی روشی مناسب جهت ارتقای کارایی آن است. ازجمله مواد مقاوم به سایش مورد توجه برای این منظور، کاربید تیتانیوم است. در پژوهش حاضر، سنتز کربوترمی ذرات TiC با استفاده از لیزر پالسی موردبررسی قرارگرفته­است. تلاش شد کاربید تیتانیوم به صورت درجا از ایلمنایت، به عنوان ماده اولیه­ای ارزان، به دست آید. اما تبدیل کامل ایلمنایت به TiC در زمان کوتاه فراوری لیزری امری دشوار است. برای فایق آمدن بر این مشکل از دو راه­حل همزمان استفاده­شد: مقدار کربن بیش از استوکیومتری احیا استفاده شد و مخلوط پودرهای ایلمنایت و گرافیت تحت فعال­سازی مکانیکی قرار گرفتند. در این راستا، اثر افزایش زمان فعال سازی تا ۲۰۰ ساعت با استفاده از پراش پرتو ایکس بررسی شد. سپس با نشاندن لایه­ای از پودر بر سطح فولاد، روکش­کاری لیزری انجام شد. تاثیر فعال­سازی مکانیکی بر تشکیل ذرات پخش شده در روکش، خصوصا تبدیل ذرات اکسیدی به کاربیدی، مورد تحلیل قرارگرفت. به این منظور از میکروسکوپ الکترونی روبشی با آنالیزگر EDS و تحلیل پراش پرتو ایکس استفاده­شد. همچنین ذرات TiC و زمینه روکش ازنظر ریخت­شناسی و ریزساختاری بررسی شدند. مشاهده شد که روکش دارای ساختار انجماد جهت­دار بوده؛ مناطق هم­محور، سلولی، دندریتی و درنهایت یوتکتیک تشکیل شده اند. از سوی دیگر، ریزسختی­سنجی نشانگر افزایش تدریجی سختی از زیرلایه تا سطح روکش بود، که به مقدار ۱۶۰۰ ویکرز در نزدیکی سطح رسید. مشخص گردید که سنتز روکش کامپوزیتی با توزیع گرادیانی مناسبی از ذرات TiC به روش احیای لیزری ایلمنایت امکان­پذیر است.

روکش کاری لیزری, پوشش سخت کامپوزیتی, کاربید تیتانیوم, فعال سازی مکانیکی, ساختار گرادیانی