بررسی نفوذ کروم به داخل فولاد 1020 با استفاده از حمام نمک بوراکس و فروکروم پرکربن

پوشش های ایجاد شده بر روی قطعات مهندسی به دو گروه پوششهای رسوبی و پوششهای نفوذی تقسیم بندی می شوند. پوششهای نفوذی بدلیل پیوند متالورژیکی که با سطح برقرار می ک نند، دارای خواص مطلوب تری می باشند. یکی از روشهای ایجاد این پوشش ها، تکنولوژی نفوذ فعال حرارتی (Thermal Reactive Diffusion) می باشد. در این تکنولوژی عناصر کاربیدزا و یا نیتریدزا به داخل سطح قطعات نفوذ داده شده و در ادامه این عناصر با کربن و نیتروژن موجود در قطعه وارد واکنش شده و می توانند یک لایه کاربیدی و یا نیتریدی را بر روی سطح تشکیل دهند. در تحقیق حاضر برای بررسی امکان تشکیل کاربید کروم و همچنین نفوذ آن به داخل فولاد 1020 از حمام نمک بوراکس و پودر فروکروم پرکربن (Fe-64%Cr-6%C-0/9Si- 0/03%P-0/004/S) استفاده شد. بدین منظور، 12 نمونه از جنس فولاد 1020 با ابعاد 12фx20 میلی متر انتخاب شد که شش تای آنها با استفاده از پودر زغال چوب و کربنات باریم در دمای 1000 درجه سانتیگراد به مدت 5 ساعت کربن دهی شده و سپس نمونه ها در دماهای 950و 1100 درجه سانتیگراد به زمانهای 6، 9 و 12 ساعت کروم دهی شدند. برای هر حالت دو نمونه، یکی کربن دهی شده و دیگری کربن دهی نشده در نظر گرفته شد. پس از آن برای بررس خصوصیات لایه پوشش به وجود آمده، نمونه ها تحت آزمایشهای میکروسختی سنجی سطح، متالوگرافی سطح مقطع پوشش، آنالیز فازی توسط XRD و آنالیز عنصری توسط میکروسکوپ الکترونی مجهز به سیستم EDS قرار گرفتند. میکروسختی سطح در محدوده 750-160 ویکرز نیروی 50 گرم و زمان 15 ثانیه بدست آمد. نتایج میکروسختی و همچنین نتایج بدست آمده از آنالیز فازی، تشکیل هیچگونه کاربید کروم را در روی سطح نمونه ها تأیید نمی کند و پوشش ایجاد شده فقط شامل لایه محلول جامد کروم در آهن می باشد. سطح لایه در نمونه کربن داده شده و سپس کروم دهی شده در دمای 1100 درجه سانتیگراد به مدت 12 ساعت شامل تقریباً 5% کروم می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده، دمای کروم دهی و سپس کربن دهی سطحی بیشترین اثر را در جذب کروم توسط قطعه دارند.

کلیدواژه ها:

حمام بوراکس ، نفوذ کروم ، فروکروم پرکربن ، پوشش کروم دار