بررسي اثر تغييرات دما و زمان نيتروژن دهي پلاسمايي بر ريزساختار فولاد ساده كربني آلومينايز شده به روش سمانتاسيون پودري

Effect of plasma nitiding time and temperature variation on microstructure of aluminized plain carbon steel

در تحقيق حاضر اثر تغييرات دما و زمان نيتروژن دهي بر ريز ساختار پوشش ايجاد شده آلومينايد بررسي گرديده است. نمونه ها در دماي 900 درجه سانتيگراد و زمان 2 ساعت آلومينايز شده و سپس در دماهاي500 و 550 و 600 درجه سانتيگراد به مدت 2.5 تا 10 ساعت نيتروژن دهي پلاسمايي شدند. فاز تشكيل شده در سطح توسط پراش اشعه ايكس (XRD) شناسايي گزديد. سطح مقطع نمونه ها پس از متالوگرافي توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي و آناليز عنصري قرار گرفتند. نتايج نشان ميدهند فاز AlN (نيتريد آلومينيوم) در سطح پوشش تشكيل شده است. همچنين نفوذ نيتروژن از مرز دانه تاحيه آلومينايد آهن باعث تشكيل نيتريد آهن (Fe4N) در زيرلايه پوشش و مرزدانه هاي فولاد ميشود. مشاهده گرديد افزايش دما و زمان باعث رشد بيشتر اين نيتريدها در مرز دانه فولاد ميگردد. همچنين افزايش دما و زمان باعث زياد شدن مسيرهاي نفوذ از نظر تعداد و ضخامت ميشود.

In this research, effect of plasma nitriding time and temperature variation on microstructure of aluminized plain carbon steel was investigated. All samples were aluminized in 900 ˚C for 2 hour, then the aluminized samples subsequently were plasma nitrided in 500, 550 and 600˚C for 2.5 to 10 hour. The phase which formed on surface detected by X-ray diffraction (XRD). The cross section of samples were prepared and investigated by optical and scanning electron microscopy. The results show that aluminium nitride (AlN) was formed on surface. Also, iron nitride (Fe4N) was formed in substrate grain boundaries due to diffusion of nitrogen from aluminized region during nitriding. Increasing time and temperature of niriding lead to growth of these nitrides in substrate's grain boundaries. Furthermore, increasing time and temperature of niriding results increasing of quantity and volume of diffusion paths.