ایجاد پوشش نانو ساختار nial بر سطح فولاد ساده کربنی به روش آسیاکاری مکانیکی

فولاد های ساده کربنی پرکاربردترین فلز در صنایع مختلف هستند، با این وجود این آلیاژها دارای ضعف خواص تریبولوژیکی و سختی پایین می باشند. جهت بهبود این خواص از پوشش های مقاوم مانند ترکیبات بین فلزی nial استفاده می شود که با روش های متنوعی بر روی سطح قطعه اعمال می شوند. در این تحقیق از روش آسیاکاری مکانیکی برای ایجاد پوشش نانوساختار nial در دما-ی محیط برسطح فولاد ساده کربنی استفاده شد و پارامتر های موثر بر فرایند آسیاکاری و تشکیل پوشش مورد بررسی قرار گرفت. در همین راستا گلوله های به قطر 2 ،4 ،7 و10 میلی متر و نسبت وزنی گلوله به پودر 5:1 ،10:1 و20:1 استفاده شد. آسیاکاری در زمان های مختلف بین30 تا 600 دقیقه انجام گردید. همچنین نمونه های بدست آمده در دماهای مختلف c°400 ، c°500 و c°600 عملیات حرارتی شدند و تاثیر دما بر خواص پوشش از قبیل سختی، مقاومت به سایش، تغییرات فازی، اندازه دانه و چسبندگی بررسی شد. در ادامه جهت بهینه سازی خواص پوشش از نانو ذرات tic به عنوان تقویت کننده در درصد های وزنی مختلف 1، 2 ، 3 ، 4 و5 استفاده شد و مناسب ترین درصد تقویت کننده از نظر تغییرات خواص پوشش تعیین گردید. به منظور مشخصه یابی و بررسی مورفولوژی پوشش تولید شده، نمونه ها تحت آزمایش های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، زبری سنجی، آزمون سایش، میکرو خراش و میکرو سختی سنجی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد بهترین پوشش از نظر خواص ساختاری و یکنواختی سطحی با گلوله های به قطر mm4 ، نسبت وزنی گلوله به پودر 10:1 و زمان آسیاکاری 480 دقیقه ایجاد می شود. افزایش زمان آسیاکاری موجب افزایش ضخامت پوشش تا 470 میکرون و افزایش سختی پوشش تا 970 ویکرز و کاهش اندازه دانه پوشش تا 23 نانومتر گردید. نتایج عملیات حرارتی نشان داد،آنیل در دمای c°600 به مدت 90 دقیقه موجب تشکیل ترکیب بین فلزی nial به طور کامل و افزایش مقاومت سایشی و چسبندگی پوشش می گردد. بررسی تاثیر میزان نانو ذرات تقویت کننده tic نشان داد، اضافه کردن 2% تقویت کننده موجب افزایش یکنواختی و بهبود ساختار پوشش می شود. همچنین حضور نانو ذرات تقویت کننده موجب افزایش سختی، مقاومت سایشی و چسبندگی پوشش گردید.