تولید نمونه فولاد زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن بدون نیکل از پودر تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی و ارزیابی خواص آن

پژوهش حاضر، ساخت و ارزیابی خواص قطعات فولاد زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن عاری از نیکل، حاصل از پرس سرد و سینتر پودر های تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی است. در این راستا محلول های جامد نانو ساختارفولادهای زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن fe-cr-mn و fe-cr-mn-mo از طریق آسیابکاری مخلوط های پودری با ترکیب های mo4-mn8-cr18-fe، mo8-mn8-cr18-fe، mn8-cr18-fe و mn9-cr18- feتحت اتمسفر نیتروژن سنتز شدند. پس از آن، پودرهای نانوساختار فولاد های پرنیتروژن fe-cr-mn و fe-cr-mn-mo به وسیله فرایند پرس سرد، سینتر در دمای 1250 درجه سانتی گراد به مدت 60 دقیقه و خنک سازی در مخلوط آب و یخ به قطعات متراکمی تبدیل شد. تغییرات فازی و مطالعات ریزساختاری و میزان نیتروژن جذب شده به وسیله آزمون های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی sem)) مجهز به سیستم آنالیز عنصری (eds) و آنالیزگر نیتروژن انجام گرفت. سختی و مدول الاستیک نمونه های زینتر شده نیز توسط ریزسختی سنجی و نانوایندنتیشن تعیین شد. نتایج آلیاژسازی مکانیکی نشان داد که با افزایش زمان آسیابکاری، میزان جذب نیتروژن افزایش یافت و در نمونه های فوق به ترتیب به مقادیر 76/0، 1/1، 9/0 و 8/0 درصد وزنی رسید. با افزایش میزان نیتروژن ساختار، ریزسختی پودرهای نانوساختار افزایش یافت. پس از سینتر، سختی نمونه ها به ترتیب معادل422، 604، 517 و 434 ویکرز تعیین شد. مدول یانگ این چهار محلول جامد نیز توسط آزمون نانوایندنتیشن معادل 272، 390، 344 و 326 گیگا پاسکال به دست آمد. اندازه گیری چگالی و محاسبات اندازه دانه آستنیت پس از فرایند پرس سرد وسینتر نشان دهنده موفقیت آمیز بودن این روش در تولید قطعات بالک فولادهای پرنیتروژن بود. خواص سایشی نمونه ها (نظیر نرخ سایش، ضریب اصطکاک و مکانیزم سایش) نیز با استفاده از آزمون پین- دیسک در بار 800 گرم بررسی شد. نتایج آزمون سایش حاکی از تاثیر قابل ملاحظه نیتروژن در کاهش نرخ سایش نمونه های بالک تولید شده بود. مکانیزم اصلی حاکم بر سایش با استفاده از مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی، سایش چسبان تعیین شد. رفتار خوردگی نمونه ها نیز با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل بررسی و مشاهده شد که چگالی جریان نمونه mo4-mn8-cr18-fe از دیگر نمونه ها کمتر است.