Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi
مهدي صالحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Abedi madiseh
حميدرضا عابدي مديسه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
In this work, the microstructure and wear behavior of plasma nitrided - oxidized AISI 316 austenitic stainless steel was investigated. The structural, mechanical and tribological properties were analyzed by using XRD, SEM, EDS, microhardness testing and pin-on-disk tribotesting respectively. The plasma nitriding treatment was performed at 425, 450 and 475°C for 5 h with gas mixture of N 2 /H 2 : 1/3 and 10 torr pressure. Plasma nitriding at 450 °C for 5 h produced single nitrided layers with thickness about 14 mm. Structural analysis indicate that the single phase produced was free from chromium nitride precipitation and possesses all the characteristics of the nitrogen S-phase formed in DCPN. Furthermore, supersaturation of nitrogen in the S-phase has expanded the F.C.C. lattice structure of the substrate, and thus shifted the corresponding XRD peaks of the substrate austenite to lower. The expanded austenite ? N {200} planes are more widely shifted than any other planes indicating a deviation from the cubic F.C.C. The shift of the austenite peaks to lower angles indicates compressive residual stresses in the nitrided layer. Subsequently, the treatment of plasma nitriding - oxiding was performed with optimum parameter of plasma nitriding and oxiding temperature of 400, 450 and 500°C with gas mixture of O 2 /H 2 : 1/5 for 15, 30 and 60 min. The maximum surface hardness was obtained at plasma nitrided specimen due to the hard nitrided S-phase (1350 HV 0.025 ) but the oxide layer formed caused the decrease of the surface hardness (500-550 HV 0.025 ). This can be ascribed to the lower hardness of iron oxide than iron nitrides. It can be seen that a single phase magnetite (Fe 3 O 4 ) was produced at all oxidation treatment. The nirtided layer thickness was reduced with increasing of the oxidation time in all oxidation temperatures. But oxide layer thickness was increased at 400 and 450°C and reduced at 500°C with increasing of oxidation time.
چکيده هدف از انجام اين پروژه بررسي تاثير عمليات نيتروژندهي - اکسيداسيون پلاسمايي بر ريزساختار و رفتار سايشي فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 316 است. به اين منظور عمليات نيتروژن دهي پلاسمايي در سه دماي 425، 450 و C°475 به مدت 5 ساعت با ترکيب گازي 3/1 : N 2 /H 2 و فشار 10 تور انجام گرفت. پس از آن عمليات نيتروژندهي - اکسيداسيون پلاسمايي با انتخاب سيکل بهينه نيتروژندهي و دما و زمان مختلف اکسيداسيون در ترکيب گازي 5/1 : O 2 /H 2 انجام شد. ساختار ميکروسکوپي و خواص مکانيکي و تريبولوژيکي نمونههاي عمليات شده با استفاده از بررسيهاي ميکروسکوپي نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي ( SEM ) ، پراشسنجي پرتو ايکس ( XRD ) ، طيفسنجي بر مبناي تفکيک انرژي ( EDS ) ، ريزسختي، زبريسنجي و آزمون سايش پين روي ديسک مورد بررسي قرار گرفت. بررسيها نشان ميدهد که انجام عمليات نيتروژندهي - اکسيداسيون پلاسمايي با پارامترهاي مذکور، منجر به تشکيل تک فاز مگنتيت در لايه اکسيدي شده و ضخامت لايه اکسيدي تابع زمان و دماي اکسيداسيون است. ارزيابيهاي تريبولوژيکي نشان ميدهد که عمليات اکسيداسيون پلاسمايي منجر به کاهش ضريب اصطکاک و زبري نمونههاي پلاسما نيتريد - اکسيدشده در مقايسه با نمونه پلاسما نيتريد شده است. ميزان مقاومت به سايش نيز تا حدود زيادي به دما و زمان اکسيداسيون وابسته است. بررسي مکانيزم سايش نشان ميدهد که مکانيزم سايش از سايش شديد(خراشان و چسبان شديد) در نمونه عمليات نشده به سايش ملايم (اکسيداسيون و ريز خراشان) تغيير يافته و در نمونههاي پلاسما نيتريد - اکسيد شده، مکانيزم سايش مشابه نمونه پلاسما نيتريد شده بوده و تغيير چنداني نمييابد. کلمات کليدي : نيتروژن دهي پلاسمايي، اکسيداسيون پلاسمايي، عمليات دوتايي، سايش، اصطکاک، فولاد زنگ نزن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی