ايجاد ساختار نانو به روش فرجينگ سرد مافوق صوت بر روي سطح فولاد DIN 2550

Surface nano crystallization of DIN 2550 steel by Ultrasonic Cold Forging (UCF) process

دستگاه فرجينگ سرد مافوق صوت، سيستمي است كه با استفاده از فناوري مافوق صوت باعث ساختار سطح آلياژهاي فلزي از ميكرو به نانو و بهبود خواص مكانيكي آنها مي شود. در فرايند فرجينگ سرد مافوق صوت با ايجاد تغيير شكل شديد پلاستيك در سطح، بدون تغيير شكل ظاهري و ابعادي قابل توجه در قطعه، يك سطحي نانوساختار در سطح فلز ايجاد ميشود. اين لايه نانوساختار به همراه كارسختي و تنش پسماند ايجاد شده در سطح موجب بهبود خواص مكانيكي قطعه مي شود. در اين تحقيق فرايند فرجينگ سرد مافوق صوت بر روي نمونه فولادي DIN 2550 اعمال شد. نتايج نشان داد كه پس از اعمال فرايند، ميكروساختار نمونه DIN 2550 تا عمق 100 ميكرومتري از سطح دچار تغيير شكل پلاستيك شديد شده و اندازه دانه هاي سطحي از 20 ميكرومتر به 70 نانومتر كاهش پيدا كرد. همچنين سختي سطح هر نمونه پس از اعمال فرايند تا 94 درصد افزايش داشته است.

Ultrasonic Cold Forging (UCF) technology enhances mechanical properties of metals by generating a nano structure layer on their surface. The fabricated machine has been employed for surface treatment of steel samples DIN 2550. Before UCF process, grains of samples has average size 20 Lm. After applying ultrasonic impacts, nano structure layer is observed with average grain size 70 nm at the edge of DIN 2550 sample and the thickness of new micro structure is 100 Lm. It has been determined that hardness of surface increased about two times compared with the conventionally sample and hardness increment is observed till depth 400 Lm.