تأثیر هندسه قطعات بر رفتار نیتروژن دهی پلاسمایی به روش معمولی و توری فعال در فولاد گرم کار AISI H13

Abstract

این مقاله به تأثیر پارامترهای نیتروژن دهی، فرکانس و چرخه کاری بر قطعات با هندسه پیچیده در دو روش نیتروژن دهی پلاسمایی معمولی و نیتروژن دهی پلاسمایی با توری فعال میپردازد. در این پژوهش عملیات نیتروژن دهی در دمای 500 °C، چرخههای کاری 80 ،%60 ،%40% و فرکانسهای 8 و 10 کیلو هرتز روی نمونه های شیار دار از جنس AISI H13 با ضخامتهای شیار 10 ،8 ،6 ،4 ،2 میلی متر به مدت 5 ساعت به دو روش معمولی و توری فعال انجام گرفت. تمامی نمونههای عملیات شده به کمک آزمایشهای متالوگرافی، ریز سختی سنجی، زبری سنجی، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پراش اشعهی ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان دادند که زبری و سختی سطح در هر دو روش با افزایش چرخه کاری زیاد میشود. در روش نیتروژن دهی پلاسمایی معمولی در چرخه کاری 80% و با ضخامت شیار 2 میلی متر پدیده کاتد توخالی رخ می دهد که منجر به بیش گرمایش نمونه شده و در نتیجه، باعث افزایش زبری سطح و کاهش سختی سطح میشود. این پدیده در روش نیتروژن دهی پلاسمایی به روش توری فعال رخ نمیدهد. ریخت شناسی سطح نمونه های نیتروژن پلاسمایی شده به روش معمولی شامل ذرات گل کلمی شکل میباشد. در حالی که نمونه های نیتروژن دهی پلاسمایی شده به روش توری فعال از ذرات نیتریدی به شکل هگزاگونال با توزیع یکنواخت پوشیده شدهاند. همچنین، نتایج XRD نشان داد که در هر دو روش نیتروژن دهی پلاسمایی روی کلیه سطوح فازهای ε و ´γ تشکیل میشود.