6652

6652

بررسي اثر دما و زمان نيتروژ ن دهي پلاسمايي بر خواص سطحي فولاد ساده كربني آلومينايز شده از طريق سمانتاسيون بست هاي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1389

1389

دكتر منصور سلطانيه

چكيده فولادهاي ساده كربني براي نيتروژن دهي مناسب نمي باشند زيرا يك لايه بسيار ترد تشكيل م ي دهند كه براحتي كنده م يشوند و منطقه نفوذي اين فولادها سختي كمي دارد. از عناصر آلياژي كه به طور معمول در فولادها استفاده م يشوند؛ آلومينيوم، كروم، واناديوم و موليبدن مي توانند نيتريدهاي سختي تشكيل دهند كه تا دماهاي بالاتر از دماي نيتروژن دهي پايدار باشند. از آنجايي كه آلومينيوم يكي از قويترين نيتريدساز ها در بين عناصر آلياژي معمول فولادها مي باشد، فولادهاي حاوي آلومينيوم بهترين نتايج نيتروژن دهي را در بر خواهند داشت. در تحقيق حاضر اثر تغييرات دما و زمان نيتروژن دهي بر ريز ساختار، فازهاي تشكيل شده و سختي پوشش ايجاد شده بر روي فولاد ساده كربني آلومينايز شده بررسي گرديده است.ابتدا نمونه ها در دماي 900 550 و 600 درجه سانتيگراد به ، درجه سانتيگراد و زمان 2 ساعت آلومينايز شده و سپس در دماهاي 500 2 تا 10 ساعت نيتروژ ندهي پلاسمايي شدند. فازهاي تشكيل شده در سطح توسط پراش اشعه ايكس / مدت 5 شناسايي گرديد. سطح مقطع نمونه ها پس از متالوگرافي توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ (XRD) مورد بررسي و آناليز عنصري قرار گرفتند. با انجام ميكروسختي تغييرات سختي از (SEM) الكتروني روبشي سطح به عمق نمونه هاي نيتروژن دهي شده بررسي گرديدند. نتايج نشان م يدهند آلومينايزينگ فولاد باعث در سطح و محلول جامد آلومينيوم در آهن مي گردد كه رسوبات غني از آلومينيوم در Fe3Al تشكيل فاز نيتريد آلومينيوم) به همراه ) AlN مرزهاي دانه محلول جامد تشكيل شده اند. نيتروژ ندهي موجب تشكيل فاز در سطح پوشش شده است. در اثر پوشش ايجاد شده سختي سطح حدود 8 برابر Fe(Al,N) محلول جامد سختي اوليه فولاد مورد استفاده ( 143 ويكرز) افزايش يافته است. دماها و زمان نيتروژن دهي موجب حل شدن رسوبات غني از آلومينيوم در مرزهاي دانه شده و اين رسوبات در نزديكي سطح تجمع مي يابند. همچنين نفوذ نيتروژن از مرز دانه ناحيه آلومينايد آهن باعث تشكيل نيتريدهاي آهن و آلومينيوم در منطقه آلومينايد و مرزدانه هاي آن مي شود. مشاهده گرديد افزايش دما و زمان باعث رشد بيشتر اين نيتريدها در منطقه آلومينايد م يگردد و همچنين ضخامت كل پوشش افزايش مي يابد به طوري كه صخامت كل پوشش ايجاد شده از مقدار حداقل 25 ميكرومتر به 36 ميكرومتر افزايش يافت كه اين پديده منجر به افزايش عمق و ميزان سختي از سطح به عمق مي شود. واژ ههاي كليدي: آلومينايزينگ، نيتروژ ندهي پلاسمايي، پوشش، نفوذ، مرز دانه، نيتريد، سختي.