نیتراسیون پلاسمایی فولاد سوپاپ 4871/1

هدف از انجام این پژوهش بررسی رفتار فولاد سوپاپ din1/4871 در عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی می باشد. بدین منظور عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی با ورود نیتروژن و هیدروژن با نسبت های n2/h2:1/4 و فشار حدود 10 تور صورت گرفت. سیکل های نیتروژن دهی 500 درجه و 550 درجه و 570 درجه سانتیگراد هر کدام در زمانهای 7 و 12 ساعت و سیکل 430 درجه سانتیگراد در زمان 8 ساعت انجام شد. زمان پراکنش در این آلیاژ بیش از یک ساعت در نظر گرفته شد تا پوسته اکسیدی کاملا از سطح جدا شود و امکان نفوذ بهتر نیتروژه فراهم گردد. آزمایش های متالوگرافی سختی سنجی پراش اشعه ایکس و سایش روی نمونه های عملیات شده انجام گرفت. بررسی نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین لایه ایجاد شده از نظر سایشی 80 میکرون ضخامت و 800 ویکرز سختی دارد. همچنین نتایج آزمون xrd نشان داد که در دمای 500 درجه سانتیگراد لایه سفید بدون crn تشکیل شده و در دماهای بالاتر سفید حاوی crn نیز است. نمونه 570 درجه سانتیگراد و 12 ساعت بهترین خواص سایشی و بدترین رفتار اکسیدی را نشان داد. لایه ایجاد شده در 460 درجه سانتیگراد حاوی فاز s است که خواص سایشی خوب و مقاومت به اکسیداسیون عالی از خود نشان داد. نتایج آزمون sem نمونه های سایشی نشان داد که مکانیزم غالب سایش برای نمونه خام سایش شدید چسبان است در صورتی که نمونه های نیتراسیون کاهش شدید سایش چسبان را نشان دادند. مکانیزم غالب اکسیداسیون برای نمونه های نیتریدی در دمای پایین نفوذ کاتیون کروم به بیرون و تشکیل لایه اکسیدی غنی از اکسید محافظ و چسبیده cr2o3 و برای نمونه های نیتراسیون در دماهای بالا نفوذ کاتیون آهن و تکشیل لایه غنی از اکسیدهای آهن است.