دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله مقایسه تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر رفتار تریبولوژیکی فولاد های ابزار سردکار D2 و AISI O1
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله مقایسه تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر رفتار تریبولوژیکی فولاد های ابزار سردکار D2 و AISI O1 دارای ۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله مقایسه تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر رفتار تریبولوژیکی فولاد های ابزار سردکار D2 و AISI O1 کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مقایسه تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر رفتار تریبولوژیکی فولاد های ابزار سردکار D2 و AISI O1،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله مقایسه تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر رفتار تریبولوژیکی فولاد های ابزار سردکار D2 و AISI O1 :
برخی از منابع:
[۱]- بابا شاهی .م ، نوری .ز، صالحی .م ،۱۳۸۴, “تاثیر عملیات نیتراسیون پلاسمایی بر خواص تریبولوژیکی فولاد سمانتاسیون “، مجموعه مقالات ششمین همایش ملی مهندسی سطح ، دانشگاه صنعتی اصفهان .
[۲] L.Bourithis, 2006 “comparison of wear properties of tool steels AISI D2 and O1 with the
same hardness”, Tribology International, 39, pp 479-489.
[۳]- میرجانی .م ، اشرفی زاده .ف ، شفیعی .ع ، ۱۳۸۲ ،”تاثیر پارامتر های عملیات نیترو کربوره گازی بر خواص تریبولوژیکی فولاد ابزار کربنی ۱.۱۷۴۰”، مجموعه مقالات پنجمین همایش ملی مهندسی سطح ، ص ص ۱۷۴-۱۸۳ ، دانشگاه صنعتی امیر کبیر.
[۴] B.Podgornik, J.Vizintin, V.Leskovesk, 1997, “Tribological Properties of plasma and pulse
plasma nitrided AISI 4140 steel”, surface and coating Technology, 108-109, pp 454-460.
[۵] P.K.Datta, J.S.Burnell Gray, 2000, “surface engineering casebook solution to corrosion and
wear related failures”, Wood Head Publishing provided by www.googlebook.com.
مقد مه
نیتراسیون پلاسمایی ، یکی از روش های عملیات سخت کردن سطح است که در آن نیتروژن به داخل فلز پایه نفوذ کرده و باعـث بهبـود خواص تریبولوژیکی آن می شود. در نیتراسـیون پلاسـمایی سـختی سطح فلز پایه افزایش می یابد و منجر به ایجاد تنش هـای فشـاری در سطح می شود که این تنش های ایجـاد شـ تـاثیر زیـادی روی ده خواص خستگی و تریبولوژیکی سطح دارد[۱]. نیتراسـیون پلاسـمایی در محفظه خلا با اتمسـفری حـاوی مخلـوطی از گازهـای نیتـروژن و هیدروژن در فشاری بین ۱ تا ۱۰ میلی بار انجام می شـود. بـا اعمـال ولتاژ بین الکترودهای مثبت و منفی و ایجاد حالت پلاسما گـاز درون محفظه یونیزه می شود و یونهای ایجاد شده به سطح قطعه کار که در کاتد قرار می گیرد برخورد می نماید نیتراسیون پلاسمایی ، یکی از روش های عملیات سخت کـردن سطح است که در آن نیتروژن به داخل فلز پایه نفوذ کـرده و باعـث بهبود خواص تریبولـوژیکی آن مـی شـود. در نیتراسـیون پلاسـمایی سختی سطح فلز پایه افزایش می یابد و منجر به ایجاد تـنش هـای فشاری در سطح می شود که این تنش های ایجاد شده تـاثیر زیـادی روی خواص خستگی و تریبولوژیکی سطح دارد[۱] . سـطوح قطعـات مهندسی معمولا امروزه به منظور بهبود خواص خستگی ، خوردگی و سایشی که بستگی به نوع کاربرد قطعه دارد تحت عملیات نیتراسیون پلاسمایی قرار می گیرند [۲] . در حین فرایند نیتراسیون پلاسمایی نیتروژن به سطح فلز نفوذ می کند، و با عناصر آلیـاژی نظیـر کـروم و آلومینیوم ترکیب می شود و تشکیل نیترید می دهد، نیترید تشـکیل شده در بیشتر موارد باعث بهبود خواص تریبولـوژیکی سـطح فـولاد می گردد[۳] . به طـور کلـی رفتـار فلـز تحـت عملیـات نیتراسـیون پلاسمایی به عواملی نظیر عناصر موجود در فلز پایه ، دما و مدت زمان فرایند دارد [۴] . از مهمترین امتیازات نیتراسیون پلاسمایی می توان به انجام فرایند در دمای زیر ۵۷۰ سلسیوس اشاره نمود که در نهایت باعث می شود پیچیدگی کمتری ، نسبت به سایر فراینـدهای مشـابه نظیر نیتراسیون و یا کربوراسیون حمام نمک ، در قطعه رخ دهـد بـه علاوه از آنجایی که یک فرایند نفوذی می باشد لذا نیـاز بـه عملیـات پرداخت نهایی جهت رسیدن به تلرانسهای مورد نظـر را نـدارد و ایـن مساله در مورد قالبهای با ابعاد دقیق از امتیازات بسـیار مهـم فراینـد نیتراسیون پلاسمایی در مقایسه بـا سـایر فراینـدهای پوشـش دهـی محسوب می شود[۵] . از دیگر امتیـازات نیتراسـیون پلاسـمایی مـی توان به کنترل دقیق ساختار نهایی ، کوتاه بودن زمان عملیات ، صـرفه جویی در مصرف انرژی ، یکنواخت بودن لایـه ترکیبـی تشـکیل شـده روی سطح قطعه ، کنترل بهتر و راحـت تـر فراینـد و عـدم مشـکلات زیست محیطی اشاره نمود[۶ و۷].
فولادهـای ابـزاری سـردکار AISI D2 و AISI O1 بـه علـت داشتن عناصر آلیاژی نظیر کروم ، کبالت و منگنز برای بررسـی رفتـار سایشی تحت عملیات نیتراسیون پلاسمایی انتخاب گردید. پیشـتر از روشهای نیتروکربوراسیون حمام نمک برای بهبود خواص سـطح ایـن فولاد استفاده می شد و با توجه به بررسی های انجام شده از قطعـات در شرایط کار، نتیجه این عملیات تنها باعـث مـی شـود کـه میـزان اندکی بر مقاومت قطعه در برابر سایش افزوده شود ولی بـا توجـه بـه اینکه قطعات دائمـا در معـرض بارهـای نوسـانی و بعضـا تـنش هـای حرارتی هستند، فرایند های سنتی نتیجه خوبی نمی دهند. تحقیقات اخیر نشان می دهد با توجه به مشکلات عمده روشهای متداول نظیـر کروم سخت و نیتراسیون حمام نمک ، فراینـد نیتراسـیون پلاسـمایی جـایگزین مناسـبی بـرای ایـن فراینـدها بـوده و بـا توجـه بـه اینکـه تکنولوژی نیتراسیون پلاسـمایی اخیـرا در داخـل کشـور در مقیـاس صنعتی قابل اجرا می باشد لذا بر آن شدیم تاثیر ایـن عملیـات را بـر خواص فولاد فوق مورد بررسی قرار دهیم .
روش تحقیق
نمونه های تهیه شده از شمش فولادهای ابزاری سـردکار AISI D2 و AISI O1 موجود در بازار که ترکیب شـیمیایی آنهـا در جـدول ۱ آورده شده است به شکل دیسک با قطر ۵۰۰ میلی متر و ضـخامت ۵ میلی متر که از شمش با قطـر ۷۵۰ میلـی متـر ماشـینکاری و بـرش کاری و سنگ زنی شدند.
جدول ۱: ترکیب شیمیایی فولادهای مورد استفاده بر حسب درصد وزنی
سپس نمونه ها در دمای ۵۵۰سلسیوس به مدت دو ساعت به منظور همگن شدن ریز ساختار پس از عملیات ماشینکاری ، تمپر شدند. نمونه ها قبل از عملیات نیتراسیون پلاسمایی در استون غوطه ور شده و سپس خشک شدند. عملیات نیتراسیون پلاسمایی در کوره صنعتی که با جریان مستقیم کار می کند انجام شد و در هر سیکل نیتراسیون ، قطعات به مدت ۱ ساعت در اتمسفر هیدروژن و آرگون با نسبت یک به یک تمیز کاری پراکنشی شدند تا سطح قطعه عاری از هرگونه آلودگی های خارجی و خصوصا لایه اکسیدی گردد. در پایان هر سیکل نیتراسیون پلاسمایی قطعات در درون محفظه نیتراسیون تا دمای ۱۵۰ سرد شدند.پس از عملیات نیتراسیون پلاسمایی قطعات برای بررسی های متالوگرافی برش زده شدند و مانت گردیدند و تا کیفیت سطح آئینه پولیش زده شدند. قطعات برای بررسی متالوگرافی در محلول اچ نایتال ، اچ شدند. میکرو سختی سنجی با اعمال نیروی ۰.۵ نیوتن (۵۰ گرم نیرو) انجام گردید و برای شناسایی لایه ترکیبی تشکیل شده بر روی سطح از پراش ۳ پرتو ایکس استفاده گردید. آزمون سایش بر اساس استاندارد انجام گرفت .این آزمون با اعمال دو نیروی ۱۵ و ۲۱ کیلوگرم بر روی دیسک چرخان با سرعت خطی ۰.۰۸ متر بر مجذور ثانیه و اندازه گیری میزان کاهش وزن با ترازوی دقیق با دقت ۰.۰۰۰۱ در مسافت های ۱۰۰ و ۳۰۰ و ۶۰۰ متر برای نمونه های نیتراسیون شده و مسافت ۱۰۰ و ۳۰۰ متر برای نمونه های بدون نیتراسیون انجام شد.
علت کاهش مسافت اندازه گیری برای نمونه خام تمپر شده از ۶۰۰ متر به ۳۰۰ متر ، زیاد بودن میزان سایش و ناپایداری دستگاه تست سایش در مسافتهای بیش از ۳۰۰ متر برای نمونه خام تمپر شده می باشد. جنس پین از فولاد بلبرینگ ۵۲۱۰۰ با سختی ۶۰ راکول c4 می باشد و بر اساس استاندارد میزان سایش پین در مقابل سایش دیسک قابل صرفنظر کردن می باشد. آزمون سایش بدون استفاده از روانساز و در دمای ۲۰ و رطوبت نسبی ۴۵% انجام شد و نتایج آن ثبت گردید.
یافته ها و بحث
شکل های ۱ و ۲ تصاویر میکروسکوپی نمونه های خام را نشان مـی دهند. در ساختار فولاد O1 علاوه بر دانه های کاربید فلزات آلیـاژی رسوب کرده در مرز دانه ها ملاحظـه مـی گـردد و بـرای فـولاد D2 کروم دیده می شود که با توجه بـه درصـد بیشـتر کـروم ایـن فـولاد منطقی به نظر می آید. به علاوه تاثیر عملیات حرارتی انجام شـده بـر روی نمونه های خام در یکنواختی ریز ساختار به خوبی ملاحظه مـی گردد.
در شکل ۳ ساختار نمونه ها پس از نیتراسیون نشان داده شـده است . همانطوری که ملاحظه می شود و نتایج حاصل از آزمون میکرو سختی سنجی نشان می دهد در نمونه هایی که مدت زمان بیشـتری تحت عملیات نیتراسـیون پلاسـمایی قـرار گرفتـه انـد لایـه ترکیبـی تشکیل شده روی سطح آنها دارای ضخامت بیشتری است . سختی بـا توجه به عناصـر آلیـاژی موجـود در فولادهـا و نـوع رسـوبات نیتریـد تشکیل شده تغییر می کند و با توجه به وجود عناصـر آلیـاژی نظیـر کروم و منگنز در فولاد D2 عمق نفوذ در آن در مقایسه با O1 کمتر است .
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
