بررسی تاثیر دما و زمان نیتروژن دهی پلاسمایی بر خواص و مورفولوژی سطح فولاد ابزار گرم کار H۱۱

نیتروژن دهی پلاسمایی یک فرایند ترموشیمیایی است که برای سخت کاری سطحی بسیاری از قطعات صنعتی فولادی استفاده می شود. به منظور بررسی نحوه ی رشد لایه های تشکیل شده در این فرایند، نمونه هایی از جنس فولاد ابزار گرم کار در سه دمای ۴۵۰، ۵۰۰ و ۵۵۰ درجه سانتی گراد، چهار زمان۵/۲، ۵، ۵/۷ و ۱۰ ساعت و در محیطی با ترکیب گاز N۲۷۵%-H۲ ۲۵% با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم در مقیاس نیمه صنعتی، نیتروژن دهی شدند. ضخامت منطقه ی نفوذی و لایه ی ترکیبی و مورفولوژی سطح نمونه ها، با استفاده از میکروسکوپ ها نوری و الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده بر روی سطح به وسیله ی تحلیل پراش اشعه ی X بررسی شدند. افزون بر این، تغییرات ریزسختی نمونه ها از سطح به عمق آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده ی وقوع فرآیند نفوذ مرزدانه ای در منطقه ی نفوذی نمونه های فولادی بود. سختی در منطقه ی نفوذی با افزایش دما و زمان فرایند افزایش یافت. ضخامت لایه ی سفید نیز با افزایش دما و زمان نیتروژن دهی افزایش یافت. نتایج نشان دادند که شعاع ذرات نیتریدی سطحی با زمان فرایند رابطه ی مستقیم دارد. در این شرایط، مورفولوژی سطح با افزایش دما و زمان، تغییر کرد، و شعاع ذرات نیتریدی تشکیل شده در سطح نیز افزایش یافت.