تأثیر متغیرهای فرایند نیتروژن‌دهی در دو روش نیتروژن‌دهی پلاسمایی متداول و توری فعّال بر خواص سطحی و لایه‌های نیتریدی در فولاد گرم‌کار AISI H13

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 3، دوره 25، شماره 1 - شماره پیاپی 9، 1393   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v25i1.35741

نویسندگان

کیانوش طاهرخانی^* ؛ فرزاد محبوبی

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

هدف از انجام این پژوهش، بررسی تأثیر متغیرهای فرایند نیتروژن‌دهی، یعنی فرکانس و چرخه‌ی کاری، بر نمونه‌هایی با شیارهای مختلف در دو روش نیتروژن‌دهی پلاسمایی متداول و با توری فعّال می‌باشد. نمونه‌های اتصال یافته شامل بلوک فلزی از جنس فولاد ساده‌ی کربنی با شیار‌های مکعب مستطیلی به‌عمق 2، 4، 6، 8 و 10 میلی‌متر، ارتفاع 40 میلی‌متر و پهنای 20 میلی‌متر و یک بلوک فلزی از جنس فولاد گرم‌کار AISI H13 به‌ابعاد 10 40 60 میلی‌متر تهیّه شدند. نمونه‌های اتصال یافته در محیط75%H2-25%N2 ، دمای °C 500، چرخه‌های کاری 40، 60 و 80 درصد و فرکانس‌های 8 و 10 کیلوهرتز به‌مدّت زمان 5 ساعت با دو روش متداول و توری فعّال نیتروژن دهی پلاسمایی شدند. خواص نمونه‌های نیتروژن‌دهی شده با اندازه‌گیری ضخامت لایه‌ی ترکیبی، عمق نفوذ نیتروژن، تعیین نوع ترکیبات فازی و تغییرات ریزسختی بررسی شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان دادند که در روش نیتروژن‌دهی پلاسمایی متداول و با چرخه‌ی کاری 80 درصد و عمق شیار 2 میلی‌متر، پدیده‌ی کاتد توخالی اتفاق می‌افتد، و این منجر به گرمایش بیش‌تر نمونه می‌شود. این در حالی است که پدیده‌ی کاتد توخالی در روش نیتروژن‌دهی پلاسمایی به‌روش توری فعّال رخ نمی‌دهد. مورفولوژی سطح نمونه‌های نیتروژن‌دهی شده به‌روش متداول شامل ذرات گل کَلمی بودند، در حالی‌که سطح نمونه‌های نیتروژن‌دهی شده به‌روش توری فعّال، از ذرات نیتریدی به‌شکل شش وجهی با توزیع یکنواخت پوشیده شده بود.

کلیدواژه‌ها

چرخه‌ی کاری؛ فرکانس؛ نیتروژن‌دهی پلاسمایی متداول؛ نیتروژن‌دهی پلاسمایی با توری فعّال

مراجع