مقایسه رفتار تریبولوژیکی پوشش های نانوساختار Ti/TiN، Cr/CrN و CrN/TiN اعمال شده به روش CA-PVD بر فولاد زنگ نزن ۳۰۴

هدف از انجام این پژوهش بررسی و مقایسه خواص سطحی از جمله رفتار مکانیکی، سایشی و خوردگی پوشش های چندلایه نانوساختار Ti/TiN، Cr/CrN و CrN/TiN اعمال شده به روش CA-PVD بر زیرلایه فولاد زنگ نزن ۳۰۴ به منظور انتخاب صحیح پوشش در شرایط کاری مختلف است. در این پژوهش برای مشخصه یابی ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM) و دستگاه پراش پرتو ایکس XRD استفاده شد. زبری، چسبندگی و سختی نمونه ها اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شد. رفتار سایشی در محیط خشک (هوا) ارزیابی و مقاومت به فرسایش آن ها با یکدیگر مقایسه شد. با توجه به تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی، هر سه پوشش ساختار متراکم را نشان دادند. سختی پوشش Cr/CrN (۳۳ ± ۲۴۵۴ HV) به دلیل بیشتر بودن تنش پیرلز – نابارو و حرکت نابجایی ها در نیروهای بالاتر به دلیل ساختار بلوری BCC و جهت گیری ترجیحی بلوری (۲۰۰)، بیشتر از نمونه های Ti/TiN (۶۱ ± ۱۸۸۸ HV)، CrN/TiN (۱۹۱ ± ۲۱۱۸ HV) و زیرلایه (۱۹۸ HV) به دست آمد. ضریب اصطکاک برای پوشش Cr/CrN کم ترین مقدار را نسبت به دو پوشش دیگر داشت. پوشش های Ti/TiN و Cr/CrN بیشترین مقاومت به سایش را داشتند که مقاومت به سایش زیرلایه را ۲۴۹ برابر افزایش دادند. همبستگی اجزای داخلی پوشش برای پوشش Cr/CrN در آزمون فرورونده راکول سی به دلیل ناسازگاری مکانیکی بین ساختارهای BCC و FCC، کم تر از دو پوشش دیگر بود که باعث سایش بیشتر این پوشش نسبت به پوشش Ti/TiN شد.

کلیدواژه ها:

پوشش نانوساختار ، CA-PVD ، اصطکاک ، سایش