عنوان پایان‌نامه
بررسی و بهینه سازی جدایش عنصر آلیاژی مولیبدن در چدن نشکن آستمپر شده در مقاطع ضخیم به روش ذوب جزیی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-ریخته‌گری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 890;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48531
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- نوید رهگذر
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی
- چکیده
- چکیده جدایش عناصر آلیاژی در زمینه چدن نشکن باعث افت خواص مکانیکی شده و همواره تولید کنندگان را با مشکل مواجه کرده است. از سوی دیگر تولید چدن نشکن آستمپر شده با خواص مناسب نیازمند ساختار یکنواخت و عاری از کاربید است. در این تحقیق برای ارزیابی جدایش عنصر مولیبدن، چدن نشکن در مقطع ضخیم با غلظت 3/1% مولیبدن ریخته گری گردید. نمونه ها پس از ذوب ریزی توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز EDS مورد بررسی قرار گرفتند. نوع کاربید توسط فرایند استخراج الکترولیتی و آنالیز XRD پودر استخراج شده و نمونه ریخته شده (Fe, Mo, Si)3C با ساختار ارتورومبیک تعیین شد. سپس میزان جدایش در مناطق بین سلولی محاسبه گردید. برای از بین بردن کاربیدها و کاهش شدت جدایش، عملیات همگن سازی به روش ذوب جزیی انجام گردید. مطالعات بعدی بر اثر دما و زمان و شرایط بهینه عملیات حرارتی همگن سازی به روش ذوب جزیی اختصاص داده شد. مطالعه نوری و الکترونی ساختارهای به دست آمده پس از انجام عملیات حرارتی در گام بعدی انجام گرفت. اثر عملیات حرارتی همگن سازی به روش ذوب جزئی در دمای ?C1090 برای از بین بردن کاربیدها کاملاً چشمگیر بوده به شکلی که پس از 8 ساعت هیچ کاربیدی در زمینه مشاهده نگردید. بررسی تاثیر عملیات همگن سازی بر فرآیند آستمپرینگ نشان دهنده حذف آستمپر واکنش نیافته و ایجاد ساختار یکنواخت بینیتی بوده است. نتایج آنالیز XRD و سختی سنجی و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی برای نمونه آستمپر شده در دمای ?C 320 نشان از شروع سریع واکنش و پیشروی کند آن دارد. این در حالی است که آزمایش های مذکور به علاوه نتایج دیلاتومتری نشان از شروع سریع واکنش برای نمونه آستمپر شده در دمای ?C 370 و ورود آن به مرحله دوم بعد از 1 ساعت دارد.
- Abstract
- Abstract of M.Sc. Thesis In this work, AISI 1045 steel were duplex treated via plasma nitriding of chromized layer and post chromizing of nitrided layer. A group of samples were pack chromized by using a powder mixture consisting of ferrochromium, ammonium chloride and alumina at 1000 ?C for 5 hours. These samples were then plasma-nitrided for 5 h at 530 ?C and 550 ?C, in a gas mixture of 75%N2+25%H2. A reverse duplex treatment was also performed on another group of the samples. The treated specimens were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) analysis, and Vickers micro-hardness and wear tests. The thickness of chromized layer before nitriding was about 8 µm which was increased after plasma nitriding. The thicknesses of the white layers were around 7 µm and 10 µm for the sample that had been nitrided at 530 ?C and 550 ?C, respectively. After post chromizing, the thicknesses of these layers increased to 13 µm and 15 µm, respectively. According to XRD analysis, the chromized layer was composed of chromium and iron carbides. Post plasma nitriding of chromized layer and post chromizing of nitrided layer, both, resulted in the formation of chromium and iron nitrides and carbides. Increasing of the nitriding temperature from 530 ?C to 550 ?C enhanced the formation of another complex of chromium nitrides in the duplex treated layer and increased the thickness of the layer. The amount of chromium nitride phase in duplex treated layer was higher in the samples which had been initially chromized. The hardness of the duplex layers was significantly higher than the hardness of the single nitrided layer or chromized layer. The main cause of the large improvement in surface hardness was due to the formation of CrxN and FexN phases in the duplex treated layers. Post nitriding of chromized layer decreased the wear rate. However, post chromizing of the nitrided specimens showed higher wear rate than single plasma nitrided specimens. Key words: Chromizing, Nitriding, Duplex treatment, Chromium nitride, Steel.
