بررسی اثر نیتروژن دهی بر رفتار خستگی فولاد din 1.2210

اساس طراحی قطعات در تولیدات مدرن مهندسی بر مبنای دو بخش سطح و مغز قطعه صورت می گیرد. سطوح قطعات فلزی در معرض پدیده های مخرب سطحی مانند خوردگی، خستگی و سایش قرار دارند. نیتروژن دهی پلاسما یکی از مهمترین روشهای عملیات حرارتی سطحی نفوذی ترموشیمیایی است که باعث افزایش سختی سطح، استحکام خستگی، مقاومت سایشی و خوردگی فولادها می شود. در این پژوهش تأثیر پارامترهای دما و زمان در فرایند نیتروژن دهی پلاسما بر ریزساختار و رفتار خستگی فولاد ابزار سردکار din 1.2210 کوئنچ و تمپر شده بررسی شد. بدین منظور نمونه ها با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسما در دماهای 450?c و 550?c به مدت 6h و 500?c به مدت 3، 6 و 9h در ترکیب گاز 30%n2+70%h2 نیترورژن دهی شدند. کلیه نمونه ها با کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (sem)، دستگاه تست میکروسختی و آنالیز تفرق اشعه ایکس (xrd) بررسی شدند. همچنین استحکام خستگی نمونه های کوئنچ- تمپر و نیترورژن دهی شده با دستگاه تست خستگی چرخشی- خمشی اندازه گیری شد. نتایج آنالیز تفرق اشعه ایکس نشان داد که در سطح کلیه نمونه های نیترورژن دهی شده فازهای fe4n:?? و ?:fe3n تشکیل می شود که با افزایش دمای نیتروژن دهی نسبت فاز ?? به ? افزایش می یابد. همچنین دیده شد که با افزایش عمق لایه نفوذی، استحکام خستگی فولاد افزایش می یابد. بررسی سطوح شکست نمونه های خستگی با sem نشان داد که مکانیزم غالب شروع ترک خستگی در نمونه های نیترورژن دهی شده، تشکیل ترک چشم ماهی است که منشأ آن ناخالصی های غیرفلزی موجود در داخل نمونه است.