Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Fakhreddin Ashrafizadeh
احمد ساعت چي (استاد مشاور) سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Payam Farahkhah
پيام فرح خواه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Formation and Characterization of Diffusive Silicon Coating on 304L Stainless Steel and CK10 Carbon Steel by Compact powder method
Surface alloying of Si into AISI 304L austenitic stainless steel (SS) and CK10 structural steel to increase their corrosion and acid resistance was attempted by employing pack cementation process. The process parameters, i.e. time and powder mixture, were considered for optimization of case depth, surface quality and the hardness profile by Taguchi approach. The coating was carried out at 850, 950 and 1050?C for 2, 5 and 10 hours in several powder mixtures of Si, Al 2 O 3 and NH 4 Cl halide activator. The coatings were characterized by means of standard metallography, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction methods and corrosion tests. The experimental results showed that Si in the coatings mainly present in the form of secondary phase including Fe 3 Si and Fe 5 Si 3. Compositional and structural analyses showed that the coating was adherent, porous and had ~8-23wt.% Si. Both the coating and substrate near the coating /substrate interface were turned into layered structure and the structure of substrate was remained face-centered cubic while coating was turned to body-centered cubic. Tests result showed that siliconization treatment improves acid resistance for CK10 but has not significant effect on 304L SS. Keywords: ck10 ; AISI 304L stainless steel; siliconizing; pack cementation; acid resistance
چکيده : اعمال پوشش هاي محافظ خاص بر روي قطعات ساخته شده از آلياژهاي آهني و غير آهني امکان استفاده از اين قطعات را در محيط هاي مخرب و تحت شرايط حاد ميسر مي سازد. پوشش دهي با سيليسيم روشي براي افزايش مقاومت به خوردگي قطعاتي است که با محيط هاي مخرب در تماس هستند. در اين پژوهش پوشش نفوذي سيليسيم به روش پودري جعبه اي روي زيرلايه فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304L و فولاد ساده کربني اعمال گشت. براي اين منظور به کمک طراحي آزمايش تاگوچي تلاش شد تا با شناخت ميزان تاثير پارامتر هاي فرايند روي ساختار و مورفولوژي لايه هاي پوشش، به پوششي بهينه از نظر ضخامت و تخلخل دست يابيم. پوششها توسط متالوگرافي نوري، ميکروسکوپ الکتروني روبشي SEM ، آناليز شيميايي نيمه کميEDS ، پراش پرتو ايکس XRD و ريز سختي سنجي مورد ارزيابي قرار گرفتند. همچنين مقاومت اين لايه ها در برابر اسيد نيتريک غليظ تو سط آزمون غوطه وري سنجيده شد. نتايج بررسي ها نشان داد که پوشش سيليکونايزينگ شامل دو تا چهار لايه مي باشد که ضخامت آنها براي شرايط مختلف متغيير است و گاها تا ميليمتر هم ميرسد. مطالعات انجام شده توسطXRD مشخص کرد که پوشش‌ها از ترکيبات بين فلزي آهن و سيليسيم مشتمل بر فاز هايي همچون Fe 3 Si و FeSi تشکيل يافته اند و در فولاد زنگ نزن نيز علاوه بر سيليکات هاي آهن فازهاي نيکل و کروم داري نظير Cr 3 Si و (Ni,Fe) 22 Si 7 و Ni 2 Si نيز مشاهده شدند. تخلخل موجود در اين لايه ها به کمک پردازش تصويري به صورت کمي اندازه گيري شد و تاثير هر يک از عوامل بر ميزان تخلخل و خوردگي مورد بررسي قرار گرفت. تقريبا اکثر پوشش ها مقاومت بسيار خوبي در مقابل خوردگي اسيد نيتريک از خود نشان دادند و نرخ خوردگي عموما کمتر از بود. سختي پوششها سطح را به شدت افزايش مي دهند. کلمات کليدي : فولاد زنگ نزن AISI 304 L، سمانتاسيون فشرده، پوشش نفوذي سيليسيم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی