بررسي تاثير ايجاد پوشش نانو ساختار نيتريد كروم به روش TRD و نيتروژندهي پلاسمايي بر خواص خوردگي فولاد گرمكار H11

كارشناسي ارشد

چكيده در اين تحقيق تاثير تشكيل پوشش نانو ساختار نيتريد كروم با استفاده از كروم¬دهي به روش TRD و نيتروژن¬دهي پلاسمايي بر خواص خوردگي فولاد 11H مورد بررسي قرار گرفت. به همين منظور فرآيند TRD در دماي Cº 1100 به مدت 12 ساعت در حمام نمك شامل% 15 فروكروم كم¬كربن و% 85 بوراكس، انجام شد. سپس نيتروژن¬دهي پلاسمايي در حالت متداول در مخلوط گازي شامل H2%25- N2%75 در دماهاي550،500 و Cº 600 و در زمان¬هاي 5، 5/7 و 10 ساعت، روي پوشش¬هاي TRD صورت گرفت. با استفاده از آناليز XRD فازهاي موجود در پوشش شناسايي شد و مقاومت به خوردگي نمونه¬ها توسط آزمون¬هاي پلاريزاسيون پتانسيل متغير و امپدانس الكتروشيميايي در محلول %3 وزني نمك طعام بررسي شد. همچنين سطح نمونه¬ها با ميكروسكوپ SEM بررسي شد. نتايج XRD نشان داد كه سطح نمونه¬ها شامل فازهاي نيتريد كروم، نيتريد آهن و كاربيد كروم است. بررسي¬هاي SEM سطح نمونه¬ها نشان داد كه ذرات نيتريدي با مورفولوژي گل كلمي و با اندازه¬ي در محدوده¬ي nm 77-32 به صورت يكنواخت روي دانه¬هاي كاربيدي و در مرزدانه¬ها رسوب كرده¬اند. بررسي مقاومت به خوردگي نمونه¬ها نشان داد كه نيتروژن¬دهي پلاسمايي نمونه¬هاي كروم¬دهي شده باعث افزايش مقاومت به خوردگي مي¬شود. به گونه¬اي كه سرعت خوردگي از mpy 47/12 براي نمونه¬ي كروم¬دهي شده به mpy 33/6 براي نمونه¬ي كروم¬دهي و نيتروژن¬دهي پلاسمايي شده در Cº 600 به مدت 10 ساعت كاهش پيدا كرد. كه آن را مي¬توان به تشكيل فازهاي نيتريدي در سطح مرتبط دانست. در نهايت خواص خوردگي پوشش ايجاد شده در اين تحقيق با پوشش دو لايه¬ي كروم¬سخت- نيتريد كروم (آبكاري كروم¬سخت- نيتروژن¬دهي پلاسمايي) مقايسه شد. نتايج آزمون¬هاي خوردگي پلاريزاسيون پتانسيل متغير و امپدانس الكتروشيميايي نشان داد كه نمونه¬هاي آبكاري كروم¬سخت و نيتروژن¬دهي پلاسمايي شده مقاومت به خوردگي بهتري نسبت به نمونه¬هاي كروم-دهي شده به روش TRD و نيتروژن¬دهي پلاسمايي شده دارد كه ناشي از وجود لايه¬ي كروم فلزي و پوشيده شدن ترك¬هاي سطحي آن با تشكيل ذرات نيتريدي در طي فرايند نيتروژن¬دهي پلاسمايي است. كلمات كليدي: كروم¬دهي TRD، نيتروژن¬دهي پلاسمايي، مقاومت به خوردگي.

184658

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكترعليرضا ايواني

مواد و متالورژي - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر منصور سلطانيه