نیتروژن-کربن دهی پلاسمایی فولاد به روش توری فعال

فرآیندهای پلاسمایی همانند نیتروژن دهی و نیتروژن-کربن دهی پلاسمایی که به روش متداول انجام می شوند، در معرض مشکلات رایجی همچون پدیده کاتد توخالی، قوس الکتریکی و اثر لبه هستند. نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال aspn،active screen plasma nitriding، فن آوری جدیدی در مهندسی سطح است که مشکلات رایج در نیتروژن دهی پلاسمایی را برطرف نموده است. در این روش پلاسما به طور مستقیم بر روی قطعه تولید نمی شود بلکه نمونه ها توسط توری احاطه شده و پلاسما بر روی آن تشکیل می شود. این تحقیق، به بررسی تاثیر فرآیند نیتروژن-کربن دهی پلاسمایی به روش توری فعال و روش متداول بر روی فولاد کم آلیاژ 6582/1 din و مقایسه خواص لایه ترکیبی حاصل با خواص لایه ترکیبی نمونه های نیتروژن دهی شده به روش توری و فعال و روش متداول می پردازد. فرآیندهای نیتروژن-کربن دهی در ترکیب گاز co2 3%+h217%+n280% و فرآیندهای نیتروژن دهی در ترکیب گاز h2 20%+n280% صورت پذیرفت. جهت بررسی خواص لایه آزمایش ها در دماهای 480، 560، 520 درجه سانتی گراد و به مدت 5 ساعت انجام شدند. در بررسی نمونه های عملیات شده به روش توری فعال مشاهده شد که دارای سطح یک نواخت و فاقد اثر لبه می باشند. آزمون پراش اشعه ایکس (xrd) حضور فازهای نیترید و کربونیترید آهن e و y را در نمونه های عملیات شده تحت هر دو فرآیند نیتروژن دهی و نیتروژن-کربن دهی نشان می دهد. ارزیابی نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آزمون ریزسختی سنجی حاکی از آن است که افزایش دما در روش توری فعال و روش متداول تاثیر مشابهی بر سختی و ضخامت لایه ترکیبی دارد. در تمامی فرآیندها با افزایش دما ضخامت لایه ترکیبی افزایش یافته و در نمونه عملیات شده در 560 درجه سانتی گراد توسط فرآیند نیتروژن-کربن دهی به روش توری فعال 4/10 میکرومتر ارزیابی شد. سختی نمونه های عملیات شده تحت همه فرآیندها با افزایش دما از 480 به 520 درجه سانتی گراد افزایش و در 560 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. سطح نمونه های عملیات شده به روش توری فعال برخلاف نمونه های روش متداول در تمامی سطح نمونه یک نواخت می باشد و در نمونه های عملیات شده به هر دو روش زبری سطح روند افزایشی با دما نشان می دهد. اما نمونه های عملیات شده به روش متداول به میزان قابل توجهی زبرترند. مقاومت خوردگی نمونه های عملیات شده به روش توری فعال با افزایش دمای عملیات ابتدا افزایش یافته و سپس در 560 درجه سانتیگراد کاهش می یابد اما در روش متداول با افزایش دما مقاومت خوردگی افزایش می یابد. این نتیجه برای هر دو فرآیند نیتروژن دهی و نیتروژن-کربن دهی صادق است، علاوه بر آن نتایج نشان دادند، نمونه های عملیات شده به روش توری فعال نسبت به خوردگی مقاومترند.