نيتروژن دهي پلاسمايي و ارزيابي ساختار و عمق نفوذ نيتروژن در فولاد زنگ نزن آستنيتي نانوساختار

چكيده فارسي :

چكيده هدف اصلي اين پژوهش ارزيابي و مقايسه نفوذ نيتروژن در فوالد زنگنزن آستنيتي نانوساختار و ميكروسفاختار اسفت بفه ايفن منظفور ابتفدا از فوالد زنگنزن آستنيتي 123 AISI با ميانگين اندازه دانه حفدود 44 ميكرومتفر بفه روش مكفانيكي حرارتفي نفورد سفرد در دمفاي 24 C و عمليات حرارتي در دماهاي باالتر از 744 C نمونههايي با ميانگين اندازه دانه 431 نانومتر تا 5 ميكرومتر تهيه شد و عوامل مؤثر بر فرايند نورد سرد و آنيل فوالد مورد مطالعه قرار گرفت سفسس نمونفهها در چهفار گفروه انفدازه دانفه ميكروسفاختار ريزدانفه فوقريزدانفه و نانوسفاختار طبقهبندي و خواص مكانيكي آنها ارزيابي شد پس از ارزيابي خواص نمونهها در دماهاي 444 524 454 574 و 445 درجه سفانتيگراد بفه مدت 443 دقيقه در تركيب گاز پالسماي 4 2 H2 N در فشار 3 تور نيتروژندهي پالسمايي شد بررسيهاي ففازي بفا اسفتفاده از فريتسفنج و پراشسنج پرتو ايكس و بررسيهاي ريزساختاري با استفاده از ميكروسكوپهاي نوري و الكتروني روبشي و الكتروني عبوري انجام پفذيرفت خواص مكانيكي سختي استحكام تسليم استحكام نهايي و درصفد ازديفاد طفول زيراليفه و ففاز S بفا اسفتفاده از دسفتگاه آزمفون كشفش و تجهيزات سختيسنجي ريزسختيسنجي و نانوسختيسنجي ارزيابي شد براي بررسي ميزان زبفري سفطح زبريسفنج و بفراي بررسفي ريخفت سطحي اليه نيتروره نيز ميكروسكوپ الكتروني روبشي و نيروي اتمي مورد استفاده قرار گرفت تعيين تركيفب شفيميايي سفطح ففوالد پفس از نيتروژندهي با استفاده از طيفسنج نوري با منبع پالسمايي GD OES اتمي انجام شد نتايج نشان داد كه با كاهش اندازه دانه تا حفدود 447 نانومتر سختي و استحكام افزايش مييابد و اين بهبود با رابطه هال پچ مطابقت دارد ولي براي اندازه دانه كمتر از 447 نفانومتر شفيب منحنفي هال پچ تا حدود 41 برابر كاهش مييابد بررسيهاي ريزساختاري و آناليز GD OES نشان داد كه با كاهش اندازه دانه فوالد از 44 ميكرومتر به 431 نانومتر ضخامت اليه نيتروره پس از نيتروژندهي در دماي 445 درجه سانتيگراد از حدود 52 ميكرومتر به حدود 21 ميكرومتر كفاهش نشان ميدهد براي يك اندازه دانه مشخص با افزايش دماي نيتروژندهفي از 444 بفه 445 درجفه سفانتيگراد ضفخامت اليفه نيتفروره N تفا حدود 5 برابر بيشتر شد بررسيها نشان داد كه در محدوده دمايي نيتروژندهي پالسمايي در اين پژوهش سرعت نفوذ عناصر جانشفين ماننفد كروم در ساختارهاي نانو نسبت به ساختار ميكرو به شدت افزايش مييابد در نتيجه اتمهاي نيتروژن در مكانهاي نزديكتر بفه سفطح توسفط اتمهاي كروم به دام ميافتند و اجازه نفوذ بيشتر ندارند نتايج تأييد كرد كه با كاهش اندازه دانه چگالي نواقص شبكهاي بفه شفدت اففزايش يافته و اتم نيتروژن در دام اين نواقص افتاده و تا عمق كمتري نفوذ ميكند عالوه بر اين تشكيل رسوبات نيتريد كروم با توزيفع يكنواخفت در زمينه آستنيت باعث كاهش شديد سرعت نفوذ نيتروژن ميشود بررسيهاي ريزساختاري تشكيل اليه مارتنزيت غنفي از نيتفروژن را بفر سفطح اليه نيتروره فوالد ميكروساختار نشان داد ارزيابيهاي GD OES نيز ثابت كرد كه در حين فرايند نيتروژندهي پالسمايي با نفوذ اتفم نيتفروژن به داخل نمونه كربن از سطح به عمق فوالد پس زده شده و نفوذ سربااليي رخ ميدهد نفوذ سربااليي اتمهاي كربن باعث تشكيل اليه نازك كربوره C پشت اليه نيتروره N شد كلمات كليدي عمليات مكانيكي حرارتي مارتنزيت حاصل از تغيير شكل فوالد زنگنزن آستنيتي نانوساختار نيتروژندهي پالسمايي

گلزار شهري، محسن

نيتروژن دهي پلاسمايي و ارزيابي ساختار و عمق نفوذ نيتروژن در فولاد زنگ نزن آستنيتي نانوساختار

عمليات مكانيكي - حرارتي , مارتنزيت حاصل از تغيير شكل