اثر نیتروژن دهی پلاسمایی بر ریزساختار، سختی و خواص کششی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۱۶L

هدف از این پژوهش بررسی اثر نیتروژن دهی پلاسمایی روی خواص مکانیکی حجمی شامل خواص کششی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۱۶L (علاوه بر خواص سطحی) است. به این منظور خواص کششی فولاد زنگ نزن ۳۱۶L  قبل و بعد از نیتروژن دهی پلاسمایی بررسی شده است. فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی در دو دمای ثابت ۴۵۰ و ºC۵۰۰ با ترکیب گاز vol.%N۲ ۲۵-vol.%H۲ ۷۵ به مدت ۵ ساعت انجام شد. جهت بررسی اثر فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی روی خواص کششی، از آزمون کشش ساده با سرعت mm/min ۵ استفاده شد. برای بررسی سختی سطح از آزمون ریزسختی سنجی ویکرز با بارهای ۵۰، ۱۰۰، ۳۰۰ و ۵۰۰ گرم نیرو استفاده شد. بررسی های ریزساختار مقطع عرضی به وسیله میکروسکپ الکترونی روبشی و ارزیابی فازی به وسیله پراش سنج پرتو ایکس انجام شد. تغییرات غلظت نیتروژن در مقطع عرضی به روش نقطه ای با استفاده از طیف سنجی توزیع انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با انجام فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی در دمای ºC۴۵۰، استحکام تسلیم از ۳۲۰ به ۳۴۰ مگاپاسکال و استحکام کششی از ۵۷۰ به ۵۹۵ مگاپاسکال افزایش یافته است. علاوه براین، با افزایش دمای عملیات از ۴۵۰ به ºC۵۰۰، استحکام تسلیم و استحکام کششی به ترتیب به ۳۵۵ و ۶۱۰ مگاپاسکال رسید. همچنین عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی در دمای ºC۴۵۰ باعث ارتقای سختی سطح فولاد مذکور از ۲۳۰ به حدود ۱۰۰۰ ویکرز شد. با افزایش دمای فرآیند از ۴۵۰ به ºC۵۰۰، سختی سطح  به حدود ۱۲۵۰ ویکرز افزایش یافت. در مجموع، نیتروژن دهی پلاسمایی نه تنها خواص سطحی فولاد AISI۳۱۶L را بهبود داده است، بلکه  خواص حجمی را به میزان قابل توجهی ارتقاء داده است.

کلیدواژه ها:

نیتروژن دهی پلاسمایی ، ریزسختی ، استحکام تسلیم ، استحکام کششی