بخشی از مقاله
چکیده
توزیع غلظت نیتروژن در فرایند نیتروژن دهی پلاسمایی فولاد زنگنزن آستنیتی، با در نظر گرفتن اتم های کروم و نیکل بهعنوان تله های دوتایی در مدل بهدامافتادن-رهاشدن، شبیهسازی شده است . معادلات نفوذ در شرایط فرایند بسط داده شد و روابط دیفرانسیلی حاصل، با روش تفاضل محدود و برنامه نویسی رایانهای، بهصورت عددی حل شدند. مقایسه نیمرخ غلظت حاصل با داده های گزارش شده از نیتروژندهی پلاسمایی فولادهای زنگنزن آستنیتی AISI 304L،صحّت مدل را تأیید کرد. اثر متغیّر زمان بر غلظت سطحی و عمق نفوذ نیتروژن بررسی شد.
غلظت سطحی نیتروژن در 5 ساعت نیتروژندهی پلاسمایی حدود 27 درصد اتمی و عمق نفوذ حدود 10 میکرومتر محاسبه شد. ضریب نفوذ نیتروژن در فاز آستنینت انبساطیافته در دمای 450 درجه سانتیگراد، 8/59 10-12 به دست آمد . افزایش زمان نیتروژندهی تا حدود 300 دقیقه، باعث افزایش غلظت سطحی نیتروژن تا حدود 30 درصد اتمی میشود و پس از آن غلظت سطحی مستقل از زمان ثابت میماند. عمق نفوذ نیتروژن با افزایش زمان بهصورت سهمی افزایش مییابد.
مقدمه
فولادهای زنگنزن آستنیتی به عنوان پرکاربردترین و پرتعدادترین شاخه از خانواده فولادهای زنگنزن شناخته میشوند بٌب. آلیاژهای حاوی کروم و نیکل که از دماهایی پایینتر از دمای اتاق تا دمای ذوب کاملا آستنیتی هستند و باوجود خواص برودتی خوب، استحکام دمای بالا و مقاومت به خوردگی،سختی و مقاومت سایشی نسبتاً پایینی دارند.
نیتروژن دهی پلاسمایی در دماهای متوسط، یکی از مؤثرترین روشهای بهبود مقاومت سایشی و افزایش سختی این آلیاژها است بٍب. در این روش نیتروژن اتمی، که از طریق انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا شتاب میگیرد، به سطح قطعه کار اعمال میشود و به درون فلز نفوذ میکند. در اثر نفوذ نیتروژن در فولادهای زنگنزن آستنیتی، فاز آستنیت انبساطیافته - N - 2 تشکیل میشود.
