Effect of reinforcements on hardness and wear behaviour of the AISI 630 steel & fabrication of hybrid surface composite using GTA

ABSTRACT

The hybrid surface composite of AISI-630 was fabricated with reinforced MoS₂ and fly ash using a Gas Tungsten Arc (GTA) setup. The solid lubricant MoS₂ was expected to improve the wear resistance, but it will reduce the hardness. Owing to the presence of various oxides, the flyash was expected to improve hardness and wear resistance. The specific importance of this project is to find out the effect on the hardness and wear resistance of hybrid surface composite with the reinforcement of MoS₂ and flyash in equal volume. The heat source parameters were optimised using the minimum percentage reduction in hardness and bead characteristics. Compared to the parent metal, the microhardness of the artificially aged hybrid surface composite surface increased by 34% and the wear rate reduced by 53%. The fabricated hybrid surface composite morphology and the reinforcement presence were investigated with optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction techniques.

Le composite à surface hybride d’AISI 630 a été fabriqué avec du MoS₂ renforcés et des cendres volantes à l’aide d’une configuration d’arc sous gaz avec électrode de tungstène (TIG). On s’attendait à ce que le lubrifiant solide MoS₂ améliore la résistance à l’usure, mais il réduirait la dureté. En raison de la présence de divers oxydes, on s’attendait à ce que les cendres volantes améliorent la dureté et la résistance à l’usure. L’importance spécifique de ce projet consiste à découvrir l’effet sur la dureté et la résistance à l’usure du composite à surface hybride avec les renforts de MoS₂ et de cendres volantes en volumes égaux. On a optimisé les paramètres de la source de chaleur en utilisant le pourcentage minimum de réduction de dureté et les caractéristiques de la soudure. Les composites fabriqués à surface hybride sont vieillis artificiellement pour améliorer leurs propriétés et évalués pour la microdureté et la résistance à l’usure. Par rapport au métal de base, la microdureté de la surface du composite à surface hybride a augmenté de 33.65% et la vitesse d’usure a été réduite de 53.3%. On a étudié la morphologie du composite fabriqué à surface hybride et la présence de renfort avec la microscopie optique, la microscopie électronique à balayage, la spectroscopie à dispersion d’énergie et des techniques de diffraction des rayons-X.

KEYWORDS:

• AISI 630 steel
• gas tungsten arc setup
• hybrid surface composite
• MoS₂
• Flyash
• artificial aging
• microhardness
• wear resistance

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).