نیتروژن دهی و آلیاژسازی سطح فولادها با اتم های Ti و Nb توسط عملیات تراکمی جریان های پلاسمایی

Surface nitriding and alloying of steels with Ti and Nb atoms

by compression plasma flows treatment

نیتروژن دهی و آلیاژسازی سطح فولادها با اتم های Ti و Nb توسط عملیات تراکمی جریان های پلاسمایی

ABSTRACT

Phase and element composition, microhardness of Ti/steel and Nb/steel systems treated by compression plasma flows have been investigated in this work. Auger electron spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersion X-ray microanalysis and Vickers microhardness measurements were used for sample characterization. The findings showed that treatment of a “coating/steel” system by compression plasma flows generated in nitrogen atmosphere allowed alloying of the surface layer of steel by the coating element and nitriding it simultaneously. The variation of the pulses number (1–6) resulted in change of the alloying element concentration and formation of a number of phases in the alloyed layer: Fe2Ti, a supersaturated solid solution α-Fe(Ti,C) in the Ti alloyed layer and a supersaturated solid solution α-Fe(Nb,C) in the Nb alloyed layer. The formation of Ti(C,N) and Nb(C,N) carbonitrides with fcc crystal structure at the surface was also found. The change of phase composition and quenching effects resulted in substantial increase of microhardness.

   

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

ترکیب فازی و عنصری و میکروسختی سیستم های فولاد/Ti و فولاد/Nb تحت عملیات تراکمی جریان های پلاسمایی، در این کار مورد بررسی قرار گرفته اند. اسپکتروسکوپی الکترونی اوژه، تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکرو آنالیزهای توزیع انرژی اشعه ایکس و اندازه گیری های میکروسختی ویکرز برای توصیف مشخصات نمونه استفاده شد. یافته ها نشان داد که اعمال یک سیستم پوشش/فولاد توسط تراکم جریان های پلاسمای تولید شده در اتمسفر نیتروژن می تواند همزمان آلیاژسازی لایه سطحی فولاد با عنصر آلیاژی و نیتروژن دهی آن را انجام دهد. تنوع تعداد پالس ها (1-6) منجر به تغییر در غلظت عنصر آلیاژی و تشکیل برخی از فازها در لایه آلیاژی شد: Fe2Ti، یک محلول جامد فوق اشباع α-Fe(Ti,C) در لایه آلیاژی Ti و یک محلول جامد فوق اشباع  α -Fe(Nb,C) در لایه آلیاژی Nb. تشکیل کربونیتریدهای Ti(C,N) و Nb(C,N) با ساختار کریستالی fcc نیز در سطح یافت شد. تغییر در ترکیب فاز و اثرات کوئنچ، منجر به افزایش میکروسختی شد.