عملیات حرارتی سطحی فرایندی شامل گستره وسیعی از روش ها است. که برای افزایش سختی، بهبود مقاومت سایشی، افزایش میزان مقاومت به خستگی و حتی افزایش مقاومت در برابر خوردگی به کار می رود، بدون اینکه خواص درنی قطعه نظیر نرمی مغز و چقرمگی تحت تاثیر قرار گیرد. از جمله اعمال سطحی، عملیات پوشش دهی نفوذی است. بدر این پروژه از روش کروم دهی به روش سمانتاسیون بسته ای، از جمله روش های ایجاد پوشش نفوذی،، برای ایجاد پوشش های کروم بر روی سه نوع فولاد کربنی ساده استفاده شد. این عملیات 1000 c انجام و اثر متغیرهای زمان و مقدار کربن فولاد مورد بررسی واقع شد. فولادها دارای مقادیر کربن 4%، 13/0 و 45/0 بودند و هر کدام در زمان های 2، 4، 6، 8 و 10 ساعت مورد عملیات کروم دهی قرار گرفتند. مخلوط پودر مورد استفاده برای این آزمایشات بصورت 25 درصد وزنی کروم، 5 درصد وزنی کلرید آمونیوم و 70 درصد وزنی پیدر آلومین انتخاب شد. بررسی نتایج اشعه ایکس وجود فازهای (crfe)2n1-x ، cr23c6 و (crfe)7c3 را نشان داد نتایج سختی سنجی مشخص کرد که تغییرات زمان انجام آزمایشات کروم دهی و همچنین مقدار کربن فولاد تاثیر چندانی بر میزان سختی پوشش حاصل ندارد که با توجه به وجود فازهای مشابه در پوشش ها، منطقی به نظر می رسد. بررسی ضخامت پوشش ها هم نشان داد که افزایش زمان انجام آزمایشات و همچنین افزایش مقدار کربن فولاد، باعث افزایش ضخامت پوشش می شود. از رسم نمودار ضخامت بر حسب ریشه دوم زمان انجام آزمایش، مقدار kp برای فولادهای 1، 2 و 3 به ترتیب 80/1، 24/2 و47/3 بدست آمد و مشخص گردید که با افزایش مقدار کربن فولاد مقدار kp نیز افزایش می یابد و این به معنای افزایش ضخامت پوشش می باشد.

به دلیل حضور کادمیوم در کانسنگ های سولفیدی روی، حد اقل 80% کادمیوم تولید شده در جهان محصول جنبی فرایندهای تولید روی به شمار می آید. در روش مرسوم تولید کادمیوم، فرایند الکترووینینگ مرحله پایانی را تشکیل می دهد و شناسایی عوامل موثر بر فرایند، اثری مهم تلقی می شود. تحقیق حاضر به منظور بهینه سازی متغیرهای موثر بر فرآیند الکترووینینگ کادمیوم در محیط سولفاتی، طی دو مرحله انجام شده است. در مرحله اول، تاثیر چهار متغیر غلظت اولیه کادمیوم (50 تا 200gl)، غلظت اسید آزاد (0تا 2 نرمالی)، چگالی جریان (50تا 200a/m2) و دما (25 تا 45 c) بر بازده جریان کاتدی، مصرف ویژه انرژی و کیفیت رسوب مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور از روش طرح عاملی کامل همراه با تکرار استفاده گردید. نتایج نشان داد که اثر سه متغیر غلظت اولیه کادمیوم، غلظت اسید آزاد و چگالی جریان بر همه پاسخ ها معنی دار است، در حالی که افزایش دما بر بازده جریان کاتدی تاثیر بر اهمیتی ندارد، بر کاهش مصرف انرژی اثر گذار است ولی به طور معنی دار موجب بهبود کیفیت رسوب می گردد. در مرحله دوم با به کارگیری نتایج مرحله اول، آزمایش های بهینه سازی به روش مخلوط مرکزی در محدوده اصلاح شده برای متغیرها صورت گرفت. از تجزیه و تحلیل آماری نتایج آزمایش های این مرحله، شرایط بهینه الکترووینینگ کادمیوم به صورت: غلظت کادمیوم 1288+4/6 g/l ، چگالی جریان 53/5+7/2 a/m و نرمالیته اسید 0/85+ %4 ، تعیین شد. با انجام آزمایش های تکمیلی، مقادیر پاسخ ها در این شرایط عبارتند بودند از بازده جریان 99% ، مصرف ویژه انرژی 2/1 kwh/kg و رسوب ورقه ای.