بررسی تاثیر نیتروژن دهی پلاسمایی برریزساختار و سختی فولادهای ابزار گرم کار AISI H۱۱ و قالب تزریق پلاستیک AISI P۲۰

در این تحقیق دو گروه نمونه از جنس فولاد ابزار گرم کار ۱۱AISI H و فولاد قالب تزریق پلاستیک ۲۰AISI P در دو دمای ۵۰۰ و ۵۵۰ درجه سانتی گراد، به مدت زمان ۵ و ۱۰ ساعت و ترکیب گاز ۲N۷۵%-۲H۲۵% با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم نیتروژن دهی شدند. ضخامت منطقه نفوذی و لایه ترکیبی، توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. همچنین تغییرات ریزسختی از سطح به عمق نمونه ها اندازه گرفته شد.نتایج نشان می دهد که به دلیل نوع ریزساختار زیرلایه و مسیرهای نفوذی مناسب تر عنصر نیتروژن در فولاد ۱۱AISI H نسبت به ۲۰AISI P، همواره ضخامت لایه نفوذی و ترکیبی تشکیل شده در فولاد ۱۱AISI H بیش تر از فولاد۲۰AISI P است. نتایج آنالیز EDS ازلایه نیتریدی نشان داد که حین نیتروژن دهی پلاسمایی فولاد ۲۰AISI P نفوذ کربن به سمت سطح روی داده است ولی در نتایج EDS از لایه نیتریدی فولاد ۱۱AISI H این پدیده مشاهده نشد. مطابق با نتایج نیم رخ سختی پس از نیتروژن دهی پلاسمایی، در یک عمق یکسان، فولاد ۱۱AISI H میزان سختی بالاتری نسبت به فولاد ۲۰AISI P نشان داده است. بررسی های پراش اشعه ایکس(XRD) حاکی از آن است که لایه نیتریدی در فولاد ۱۱AISI H از دو فاز نیتریدی گاما پرایم(γ´) و اپسیلن(ε) تشکیل شده است اما در فولاد ۲۰AISI P فاز نیترید اپسیلن به عنوان فاز نیتریدی غالب در همه شرایط زمانی و دمائی انجام فرآیند تشکیل شده است.

کلیدواژه ها:

نیتروژن دهی پلاسمایی ، فولاد ابزار گرم کار۱۱AISI H ، فولاد قالب پلاستیک۲۰AISI P ، نیترید