خواص سطحی فولاد کم آلیاژ نیتروکربوریزه شده

Surface properties of low alloy steel treated by

plasma nitrocarburizing prior to laser quenching process

خواص سطحی فولاد کم آلیاژ عملیات شده توسط نیتروکربوریزه کردن

پس از روش کوئینچ کردن با لیزر

ABSTRACT

Laser quenching (LQ) technique is used as a part of duplex treatments to improve the thickness and hardness of the surface layers of steels. The present study is to investigate the surface properties of low alloy steel treated by plasma nitrocarburizing (PNC) prior to a laser quenching process (PNC+LQ). The microstructure and properties of PNC+LQ layer determined are compared with those obtained by PNC and LQ processes. OM, XRD, SEM and EDS analyses are utilized for microstructure observation, phases identification, morphology observation and chemical composition detection, respectively. Microhardness tester and pin-on-disc tribometer are used to investigate the mechanical properties of the modified layers.

Laser quenching of plasma nitrocarburized (PNC+LQ) steel results in much improved thickness and hardness of the modified layer in comparison with the PNC or LQ treated specimens. The mechanism is that the introduction of trace of nitrogen decreases the eutectoid point, that is, the transformation hardened region is enlarged under the same temperature distribution. Moreover, the layer treated by PNC+LQ process exhibits enhanced wear resistance, due to the lubrication effect and optimized impact toughness, which is contributed to the formation of oxide film consisting of low nitrogen compound (FeN0.076) and iron oxidation (mainly of Fe3O4).

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

روش کوئینج کردن با لیزر (LQ) به عنوان بخشی از عملیات دوگانه برای بهبود ضخامت و سختی سطوح لایه های سطحی فولادها مورد استفاده قرار می گیرد. این تحقیق برای بررسی خواص سطحی فولاد کم آلیاژ است که پیش از فرآیند کوئینچ با لیزر تحت عملیات نیتروکربوریزه کردن با پلاسما (PNC)  قرار گرفته است (PNC+LQ). ریزساختار و خواص لایه PNC+LQ اندازه گیری شده با نتایج به دست آمده از روش های LQ و PNC مقایسه شده اند. آنالیزهای OM، XRD، SEM و EDSبه ترتیب برای مشاهدات ریزساختاری، شناسایی  فازها، مشاهدات مورفولوژی و تعیین ترکیب شیمیایی مورد استفاده قرار گرفتند. تست های ریزسختی، تریبومتر سوزن روی صفحه (برای آزمون اصطکاک) برای بررسی خواص مکانیکی لایه های اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفتند.

کوئینچ کردن فولاد نتیروکربروریزه شده با پلاسما توسط لیزر (PNC+LQ)  در مقایسه با نمونه ها PNC شده یا LQ شده منجر به بهبود بیشتر ضخامت و سختی لایه اصلاح شده می شود. مکانیزم آن این است که وارد کردن اثری از نیتروژن نقطه یوتکتوئید را کاهش می دهد به این معنی که، مناطق سخت شده استحاله یافته تحت توزیع دمایی یکسان بزرگ می شود. به علاوه، لایه عملیات شده با فرآیند های PNC+LQ مقاومت به سایش بیشتری را به علت اثر روغنکاری و چقرمگی و مقاومت به ضربه بهینه شده نشان می دهد که به تشکیل فیلم اکسیدی شامل ترکیب با نیتروژن کم (FeN0.076) و اکسیداسیون آهن (عمدتا Fe3O4) نسبت داده می شود.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.