بررسی پارامترهای تأثیر گذار آلومینایزینگ در تشکیل فاز nial بر روی فولاد 316 آبکاری شده

در این پروژه اثر پارامترهای مختلف آلومینایزینگ در تشکیل فاز nial بر روی فولاد زنگ نزن آبکاری شده بررسی شده است. در آبکاری فولاد زنگ نزن قبل از آبکاری در حمام واتس، به منظور بهبود چسبندگی، فعال کردن سطح با استفاده از حمام وود انجام شد. سپس نمونه ها با استفاده از فرایند آلومینایزنگ اکتیویته بالا به روش تک مرحله ای آلومینایز شدند. اثر پارامترهای مختلف آلومینایزینگ مانند دما، زمان و ترکیب پودر(درصد al و nh4cl) بر روی تشکیل فاز nial مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی لایه ی نیکل آبکاری شده بر روی سطح نشان داده است با اعمال لایه ی اولیه ی نیکل به ضخامت 10 میکرون فاز nial با ضخامت 15 میکرون بر روی سطح تشکیل می-شود. با افزایش ضخامت اولیه نیکل به 20 و 50 میکرون ضخامت لایه ی nial به 70 و 110 میکرون افزایش می یابد. در دماهای 800 و °c900 پوشش از جنس ni2al3 و در دماهای بالای °c1000 فاز nial تشکیل می شود. بر روی نمونه های با پوشش از جنس nial یک لایه ی داخلی ni3al به ضخامت mµ15 نیز تشکیل می شود. مقدار nh4cl و پودر آلومینیوم اثری بر روی ترکیب شیمیایی پوشش نداشته و فقط بر روی ضخامت تأثیر می گذارند. مقدار بهینه ی فعال کننده 1 تا 4% و پودر al 10% می باشد. تأثیر زمان فرایند نشان داده است که با انجام فرایند اکتیویته بالا به صورت تک مرحله ای در زمان 15 دقیقه نیز پوشش تک لایه ی nial تشکیل می شود. بررسی مکانیزم تشکیل پوشش نشان داده است که تشکیل پوشش بر اساس یک مرحله نفوذ آلومینیوم به داخل، مرحله ی میانی نفوذ نیکل و آلومینیوم بطور همزمان و در نهایت نفوذ نیکل به سمت خارج انجام می گیرد. بررسی ریزساختار پوشش های تشکیل شده با میکروسکوپ نوری، فاز شناسی با xrd و ترکیب شیمیایی پوشش با میکروسکوپ الکترونی مجهز به edx انجام گرفت. در نهایت ارزیابی پوشش های تشکیل شده با استفاده از آزمایش اکسیداسیون تک دما به مدت 157 ساعت در دمای °c950 انجام گرفت. نتایج اکسیداسیون نشان داده است که با تشکیل فاز nial تغییرات وزن بعد از تشیکل لایه ی اکسیدی تقریباً ثابت می ماند. بهبود رفتار اکسیداسیون به دلیل تشکیل اکسید ?-al2o3 بر روی سطح می باشد. همچنین با افزایش ضخامت اولیه ی نیکل رفتار اکسیداسیون بهبود یافته است. پارامترهای آلومینایزینگ مانند دما نیز بر روی رفتار اکسیداسیون تأثیرگذار هستند.