بررسی تاثیر پارامترهای دما و زمان نیتروژن دهی پلاسمایی بر ریزساختار، عمق نفوذ نیتروژن و سختی فولاد قالب پلاستیک ۲۰ P

نیتروژن دهی پلاسمایی موجب اصلاح لایه های سطحی و بهبود عمر مفید فولادهای قالب تزریق پلاستیک می شود. در این پژوهش نمونه هایی  از جنس فولاد قالب تزریق پلاستیک۲۰P در سه دمای ۴۵۰، ۵۰۰ و ۵۵۰ درجه سانتیگراد و چهار زمان ۵/۲، ۵، ۵/۷ و ۱۰ ساعت و ترکیب گاز   %H۲ ۲۵ %N۲ -۷۵ با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم در مقیاس نیمه صنعتی نیتروژن دهی شدند. بررسی متالوگرافی نمونه ها، توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی و تشخیص فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس انجام شد. همچنین تغییرات ریزسختی از سطح به عمق نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده افزایش عمق و سختی لایه نیتریدی با افزایش پارامترهای دما و زمان نیتروژن دهی بود. مطابق با نتایج SEM در دماها و زمان های پایین، فصل مشترک لایه ترکیبی و منطقه نفوذی ناهموار و متشکل از تیغه های کاربونیتریدی بود که در جهت های مرجح رشد یافته بودند، اما با افزایش دما فصل مشترک هموارتر شد. نتایج آنالیز EDS از این منطقه نشان داد که در نیتروژن دهی پلاسمایی فولاد ۲۰P نفوذ کربن به سمت سطح و نفوذ نیتروژن به سمت عمق روی داده است. مطابق با نتایج XRD فاز نیترید اپسیلن به عنوان فاز نیتریدی غالب در همه شرایط زمانی و دمایی انجام فرآیند تشکیل شده است.

کلیدواژه ها:

فولاد قالب تزریق پلاستیک۲۰P ، نیتروژن دهی پلاسمایی ، لایه سفید ، منطقه نفوذی