تأثیر عملیات حرارتی و فرایند پوشش دهی الکترولس ni-p نانوکریستالی بر کاهش تخریب غلتک های فولادی زنگ نزن آستنیتی g-x40crnisi25-12

در این تحقیق علت شکست مقطعی و تخریب سطح غلتک های کوره آنیل پیوسته واحد گالوانیزه شرکت فولاد مبارکه بررسی و راه حل هایی برای کاهش آن ارائه شده است. علت شکست مقطعی این غلتک ها به وسیله آنالیز شیمیایی، متالوگرافی، ریزسختی سنجی ویکرز، تفرق اشعه ایکس و بررسی مسیر انتشار ترک در نمونه های تهیه شده از ناحیه شکسته شده، بررسی شد. نتایج نشان داد که تردی ناشی از فاز سیگما و افزایش رسوبات در ریزساختار، عامل شکست می باشد. به منظور کاهش شکست مقطعی از سیکل های مختلف عملیات حرارتی همگن سازی استفاده گردید. ابتدا، نمونه های ضربه از غلتک های شکسته شده، تهیه و عملیات همگن سازی در دمای 950 تا oc1100 و با فاصله oc50 به مدت 2 ساعت بر روی آنها انجام شد و سپس نمونه ها در چهار محیط کوره، هوا، روغن و آب سرد شدند. پس از انجام آزمون ضربه بر روی نمونه های عملیات حرارتی شده، از متالوگرافی نوری، تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی به ترتیب برای بررسی ریزساختار، مقدار فاز سیگما و رسوبات و سطح مقطع شکست نمونه های ضربه استفاده گردید. نتایج نشان داد که عملیات همگن سازی در دمای oc1100 به مدت 2 ساعت و سپس سرد کردن در آب باعث افزایش قابل توجه ای در انرژی ضربه، کاهش میزان فاز سیگما و دیگر رسوبات ریزساختاری و ایجاد سطح مقطع شکست نرم می شود. از آنجاکه سطح غلتک ها نیز به علت پدیده چسبندگی دچار تخریب می شود بنابراین در این تحقیق، ایده استفاده از پوشش الکترولس نیکل-فسفر به عنوان روشی برای کاهش چسبندگی این غلتک ها مطرح شد. به این منظور، ابتدا پوشش هایی از نیکل-فسفر حاوی حدود 6% فسفر با ضخامت های مختلف بر سطح نمونه هایی از فولاد غلتک اعمال شد. سپس نمونه ها تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در oc 400 در اتمسفر خنثی، و در کوره آنیل با اتمسفر 85%n2-15%h2 به مدت 10 ساعت در دمای oc 800 واقع شدند. تأثیر اتمسفر کوره آنیل بر مرفولوژی، تغییرات ساختاری و رفتار سایشی پوشش ها با انجام آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، اسپکتروسکپی نشر الکترون، تفرق اشعه ایکس و نیز آزمایش سایش پین بر روی دیسک در دو دمای محیط و oc 400 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تأثیر اتمسفر کوره بر رفتار نمونه ها، بسته به ضخامت پوشش متفاوت است، بطوری که پوشش با ضخامت 30 میکرون و عملیات حرارتی شده در دمای oc 400 در شرایط سایش دمای بالا و پوشش قرار گرفته در اتمسفر کوره آنیل در شرایط سایش دمای محیط از بهترین مقاومت سایش برخوردارند. همچنین به عنوان یک پارامتر جدید، تأثیر نیتراسیون گازی دمای بالا بر اکسیداسیون سیکلی فولاد غلتک نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملیات نیتراسیون گازی دمای بالا اثر مفید و نقش موثری بر نرخ اکسیداسیون فولاد غلتک داشته است. نرخ اکسیداسیون خیلی کم فولاد نیتروره شده بعد از 100 ساعت اکسیداسیون، ناشی از رشد مناسب cr2o3 در نتیجه تغییر ساختار آلیاژ در طی فرایند نیتراسیون و تشکیل لایه محافظ cr2o3 روی اکسید اسپینل mn1.5cr1.5o4بود.