بررسی تأثیر دما و زمان نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر خواص و مورفولوژی سطح فولاد ابزار گرم‌کار H11

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 5، دوره 22، شماره 1 - شماره پیاپی 3، دی 1389   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v22i1.10819

نویسندگان

حسین آقاجانی^* ؛ منصوز سلطانیه؛ فرزاد محبوبی؛ خانعلی نکویی؛ حسین معدنی پور

ایرانی

چکیده

نیتروژن‌دهی پلاسمایی یک فرایند ترموشیمیایی است که برای سخت‌کاری سطحی بسیاری از قطعات صنعتی فولادی استفاده می‌شود. به‌ منظور بررسی نحوه‌ی رشد لایه‌های تشکیل شده در این فرایند، نمونه‌هایی از جنس فولاد ابزار گرم‌کار در سه دمای 450، 500 و 550 درجه سانتی‌گراد، چهار زمان5/2، 5، 5/7 و 10 ساعت و در محیطی با ترکیب گاز N275%-H2 25% با استفاده از دستگاه نیتروژن‌دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم در مقیاس نیمه‌صنعتی، نیتروژن‌دهی شدند. ضخامت منطقه‌ی نفوذی و لایه‌ی ترکیبی و مورفولوژی سطح نمونه‌ها، با استفاده از میکروسکوپ‌ها نوری و الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده بر روی سطح به وسیله‌ی تحلیل پراش اشعه‌ی X بررسی شدند. افزون بر این، تغییرات ریزسختی نمونه‌ها از سطح به عمق آن‌ها اندازه گیری شد. نتایج نشان‌دهنده‌ی وقوع فرآیند نفوذ مرزدانه‌ای در منطقه‌ی نفوذی نمونه‌های فولادی بود. سختی در منطقه‌ی نفوذی با افزایش دما و زمان فرایند افزایش یافت. ضخامت لایه‌ی سفید نیز با افزایش دما و زمان نیتروژن‌دهی افزایش یافت. نتایج نشان دادند که شعاع ذرات نیتریدی سطحی با زمان فرایند رابطه‌ی مستقیم دارد. در این شرایط، مورفولوژی سطح با افزایش دما و زمان، تغییر کرد، و شعاع ذرات نیتریدی تشکیل شده در سطح نیز افزایش ‌یافت.