توسعه ساختار دوگانه نانو و میکرو در سطح فولادaisi316 توسط فرایند آلتراسونیک نانوکریستالیزاسیون سطح و بررسی خواص آن

یکی از جدیدترین و کم هزینه ترین روش های به کاررفته برای ریزّکردن دانه بندی در سطح، استفاده از فرایند نانوکریستالیزاسیون مافوق صوت می باشد. دراین پژوهش با اعمال این فرایند بر روی فولاد زنگ نزن آستنیتی aisi316، خواص و ریزساختار این فولاد، قبل و بعد از عملیات مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا بّعد ازآماده سازی نمونه ها، منطقه ی عملیات شده توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی شناسایی شد. سپس جهت تأیید ریزدانه شدن دانه ها، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، اندازه دانه هایی در مقیاس کمتر از 100 نانومتر در منطقه ی عملیات شده مشاهده و تأیید شد. سپس xrd روی نمونه های شاهد و عملیات شده انجام گرفت و علاوه بر مشاهده فاز مارتنزیت در ساختار بعد از عملیات، اندازه کریستالیت ودانسیته نابجایی آنها نیز اندازه گیری شد. همچنین با انجام آزمون ریزسختی سنج مشاهده گردید که با اعمال این فرایند حدود40درصد افزایش سختی در سطح نمونه ها ایجاد شده است. آزمون زبری سنجی نیز نشان داد که صافی سطح نمونه عملیات شده نسبت به نمونه ی شاهد صیقل داده شده، حدود 15درصد بهبود یافته است. همچنین تنش پسماند فشاری در نمونه های قبل از عملیات و بعد از عملیات اندازه گیری و مقایسه شد. نتایج آن نشان داد که در سطح نمونه های بعد از عملیات، حدود 530 مگاپاسکال تنش پسماند از نوع فشاری ایجاد شده که این تنش از سطح به عمق به تدریج کاهش یافته و تا عمق حدود 200 میکرون از سطح وجود دارد. نتایج حاصل از آزمون سایش نمونه های شاهد و نمونه های عملیات شده نیز نشان داد که پس از عملیات، درصد کاهش وزن حدود 46 درصد و نرخ سایش حدود 50 درصد و ضریب اصطکاک آن نیز حدود 50 درصد کاهش داشته است. در انتها، این موضوع به تغییر فرم پلاستیکی شدید ایجاد شده در سطح و ایجاد ساختار نانو در عمق مشخصی از سطح ربط داده شد و مکانیزمی پیشنهادی که باعث بهبود خواص مکانیکی سطح فولاد aisi316 پس از این فرایند می شود، ارائه گردید.