پایان نامه اثر پارامترهای پلاسما نیترایدینگ بر مقاومت سایش و خوردگی فولاد DIN 1.5622
فهرست مطالب
- عنوان
فصل اول: مقدمه
- 1-1) مقدمه. 2
- فصل دوم: مروری بر منابع
- 2-1) فرسایش…. 6
- 2-1-1) انواع فرسایش…. 7
- 2-1-2) انواع مکانیزمهای سایش…. 9
- 2-1-2-1) سایش خراشان.. 9
- 2-1-2-2) سایش چسبان.. 9
- 2-1-2-3) سایش خستگی سطحی.. 10
- 2-1-3) مقاومت به سایش…. 12
- 2-1-4) مراحل سایش…. 12
- 2-2) خوردگی.. 13
- 2-2-1) انواع خوردگی.. 14
- 2-2-2) روئینه شدن.. 19
- 2-2-3) فاکتورهای مؤثر در خوردگی (سرعت تخریب فلز) 19
- 2-3) مهندسی سطح.. 20
- 2-3-1) نیتروژندهی.. 21
- فصل سوم: مواد و روش تحقیق
- 3-1) مقدمه. 54
- 3-2) مشخصات فلز پایه. 54
- 3-3) عملیات حرارتی نمونهها 55
- 3-4) فرآیند نیتروژندهی پلاسما 55
- 3-5) بررسیهای ریز ساختاری.. 56
- 3-6) تفرق سنجی اشعه ایکس…. 56
- 3-7) آزمون میکرو سختی.. 56
- 3-8) آزمون سایش…. 57
- 3-9) آزمون خوردگی.. 57
- فصل چهارم: نتایج و بحث
- 4-1) مقدمه. 60
- 4-2) بررسیهای ریز ساختاری.. 60
- 4-3) آنالیز تفرق اشعه ایکس…. 65
- 4-4) توزیع سختی.. 68
- 4-5) مقاومت به سایش…. 73
- 4-6) مقاومت به خوردگی.. 81
- فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
- 5-1) نتیجه گیری.. 84
- 5-2) پیشنهادات… 85
فصل اول: مقدمه
1-1) مقدمه
سطح قطعات صنعتی، مهمترین بخش آن است، زیرا بسیاری از شکستها، از سطح شروع میشود. لذا، حفاظت و مقاومسازی سطح از مسائل بسیار حساس و تعیینکننده کیفیت و عمر قطعات و در نهایت، کارایی یک واحد تولیدی و بهای تمام شده محصول میباشد.
در بسیاری از کاربردهای صنعتی نیاز به قطعاتی است که دارای سطحی سخت بوده و در عین حال از چقرمگی یا مقاومت به ضربه خوبی برخوردار باشند. از جمله قطعات یاد شده در این رابطه به عنوان مثال میتوان به میل لنگ، میل بادامک، چرخدنده و غیره اشاره نمود. قطعات مشابه این قطعات باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته و همچنین بسیار چقرمه و مقاوم در برابر ضربههای وارده در حین کار باشند
بسیاری از قطعات فولادی را میتوان به نحوی عملیات حرارتی نمود که در پایان دارای مجموعه خواص مورد نظر باشند، یعنی در حالیکه از مقاومت به سایش خوبی برخوردارند، دارای استحکام دینامیکی خوبی نیز باشند. این نوع عملیات حرارتی که اصطلاحاً به سخت کردن سطحی موسوماند، آخرین عملیاتی هستند که باید در مرحله پایانی ساخت قطعه و پس از انجام تمام مراحل مربوط به شکل دهی نظیر ماشینکاری و غیره انجام شود.
عملیات حرارتی سطحی، فرآیندی شامل دامنه وسیعی از روشها است که برای افزایش سختی، بهبود مقاومت به سایش، افزایش استحکام خستگی و حتی افزایش مقاومت در برابر خوردگی استفاده میشود. بهبود مقاومت به سایش و خوردگی با تغییرات سطح توسط فرآیندهای عملیات حرارتی مانند نیتروژندهی پلاسما، پوششدهی، سخت گردانی، کربندهی انجام میشود که اغلب برای طولانیتر کردن عمر ابزار یا اجزاء استفاده میشود.
در روشهای نفوذی اتمهای عناصر بین نشینی، جانشینی و یا ترکیبی از آنها وارد سطح قطعه شده، و به این ترتیب ترکیب شیمیایی سطح را اصلاح میکنند. میتوان تمام و یا بخشی از سطح را به طور موضعی به وسیله عملیات نفوذی سخت کرد. نیتروژندهی یک عملیات حرارتی نفوذی میباشد که برای افزایش سختی، بهبود مقاومت سایشی و خوردگی قطعات صنعتی استفاده میشود. علاوه بر نیتروژندهی از عملیات سطحی دیگری مثل کربندهی و کربن نیتروژندهی نیز میتوان استفاده کرد، اما فاکتورهای مختلفی نظیر دمای پایین نیتروژندهی، کنترل آسانتر پارامترهای فرآیند، عدم کاهش سختی مغز، عدم ایجاد اعوجاج در طی فرآیند موجب انتخاب نیتروژندهی به ویژه نیتروژندهی پلاسما میشود
نیتروژندهی پلاسما یکی از فرآیند سخت کردن سطحی است که به طور گسترده برای بهبود خواص سایشی و خوردگی فولادها و آلیاژها به علت ویژگیهای مفید آن مورد استفاده قرار میگیرد. نیتروژندهی پلاسما فرآیند عملیات حرارتی ترموشیمیایی به کمک پلاسما است که نیتروژن در سطح مورد نظر برای تشکیل فاز غنی نیتروژن، نفوذ کرده و نیترید لایه رویی تشکیل میشود و یک روش مؤثر برای افزایش مقاومت سایش، استحکام خستگی، سختی سطح و حفاظت سطح مواد از خوردگی است. نیتروژندهی پلاسمایی از جمله فرآیندهای عملیات حرارتی ترموشیمیایی میباشد که در دمای پایین بر روی قطعات انجام شده و موجب بهبود خواص سطحی قطعات نظیر مقاومت به سایش، کاهش ضریب اصطکاک، مقاومت به خستگی و ایجاد سختی سطحی بالا میگردد.
در ادامه و در فصلهای بعدی به طور مختصر در مورد سایش و خوردگی فلزات، نیتروژندهی پلاسما و اثرات فرآیند نیتروژندهی پلاسما بر خواص سطحی قطعات فولادی بحث خواهد شد.
Abstract
Nitriding is a surface treatment technique used to introduce nitrogen into metallic materials to improve their surface hardness, mechanical properties, as well as wear and corrosion resistance.
In this study, the influences of plasma nitriding temperature and time on the microstructure, surface hardness, wear and corrosion resistance of quenched and tempered DIN 1.5622 steel were investigated. Therefore, the specimens were plasma nitrided at temperatures of 450 °C and 550 °C for 6 h and 500 °C for 3, 6 and 9 h with the gas composition of 30% N2 and 70% H2. Optical microscopy, X-ray diffractions (XRD) and micro-hardness measurements were used to determine the microstructure and surface hardness. The wear and corrosion tests were performed by means of the pin-on-disk and potentiostat devices, respectively. It was found from the XRD results that the compound layer is consisted of ε: Fe3N and γ׳: Fe4N nitride phases for all of nitriding conditions and with increasing treatment temperature, the amount of ε nitride decreases and γ׳ nitride increases, whereas with increasing treatment time, the amount of ε and γ׳ nitrides increase. Also the results indicated that the plasma nitriding process increases the surface hardness, wear and corrosion resistance of steel.
Keywords: Plasma nitriding, DIN 1.5622 steel, wear and corrosion resistance, Nitride layer
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.