ریزساختار و خواص ورق فولادی مقاوم در برابر سایش پس از کربنسازی فاز جامد
صفحات فولادی مقاوم در برابر سایش دارای مزایای استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و مقاومت در برابر سایش خوب هستند و به طور گسترده ای به عنوان قطعاتی برای تحمل بارهای بالا مانند تیغه های توربین، محورها و بوش های پمپ روغن داغ و شیرهای پرس هیدرولیک پروانه استفاده می شوند. با این حال، مشکلاتی مانند سختی ناکافی و سایش شدید اغلب در طول استفاده از آن رخ می دهد که کاربرد بیشتر آن را محدود می کند. عمر واقعی قطعات عمدتاً به مقاومت در برابر سایش آن بستگی دارد، تقویت سطح مستقیم ترین و مؤثرترین راه برای بهبود عملکرد است، در مقایسه با سایر فن آوری های تقویتی، درمان کربوهیدرات می تواند به طور قابل توجهی سختی سطح و مقاومت در برابر سایش مواد را بهبود بخشد، فرآیندهای رایج مورد استفاده عبارتند از روش کربورسازی یونی، روش کربورسازی گاز و روش حمام نمک. با این حال، کربورسازی یونی دارای مشکل کربورسازی ناهموار است، روش حمام نمک بالغ نیست، روش کربنسازی گاز پیچیدهتر است و نیاز به تجهیزات بالا، فرآیند پیچیده، مشکلات هزینه بالا وجود دارد. روش سنتی کربورسازی فاز جامد ساده و مناسب برای کربورسازی قطعات کوچک است، اما سرعت کربورسازی کند است. به همین دلیل اغلب از روش افزودن کربنات ها برای بهبود سرعت کربوهیداسیون استفاده می شود، اما به راحتی می توان لایه ای از سد را روی سطح ایجاد کرد که تأثیر نامطلوبی بر سرعت کربنات دارد و کیفیت لایه کربوریزه نمی شود. آسان برای کنترل برای این منظور، محققان از یک روش جدید کربنسازی فاز جامد برای کربنسازی استفاده کردند: صفحه فولادی مقاوم در برابر سایش و چدن خاکستری به هم پیچیده میشوند، در دمای معینی، گرافیت ورق چدن خاکستری در صفحه فولادی مقاوم در برابر سایش پخش میشود. اتم های کروم به طور یکنواخت پراکنده در واکنش در محل، سطح فولاد ضد زنگ برای تشکیل یک لایه کربورساز کامپوزیت. اتم C از نظر اندازه کوچک است، می تواند با مکانیزم شکاف در ماتریس پخش شود، سرعت انتشار سریع است، اتم کروم به راحتی در ماتریس پخش نمی شود، و اتم کروم میل ترکیبی قوی با اتم C دارد، اتم C در چدن خاکستری در دمای بالا به سرعت در موقعیت اتم کروم در ماتریکس پخش شد و با اتم کروم و اتم آهن در ماتریکس واکنش داد تا کاربید تشکیل دهد. ترکیب فاز، ریزساختار، ریزسختی، مقاومت به سایش و مقاومت در برابر خوردگی لایه کربوری شده با استفاده از روشهای XRD، SEM، میکروسختی سنج، دستگاه تست سایش دو بدنه دیسک خشک پین خشک ML-100 و روشهای الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت.
سطح صفحه فولادی مقاوم در برابر سایش و HT300 را صاف کنید و با استون و الکل تمیز کنید. این دو در تماس نزدیک در یک راستا قرار گرفتند، HT300 با کاغذ نسوز بسته بندی شد و فشرده شد و در یک بوته گرافیتی ثابت شد. در یک کوره لولهای 1400X قرار داده شد که توسط گاز آرگون با سرعت جریان 5 میلیلیتر در دقیقه محافظت میشد و تا 1120 درجه با سرعت حرارت 7 درجه در دقیقه به مدت 10 ساعت گرم شد و سپس تا 850 درجه به مدت 1 ساعت با آب خنک شد. خنک کننده
تجزیه و تحلیل فاز بر روی دستگاه پراش اشعه XRD{0}} انجام شد. بافت با میکروسکوپ الکترونی روبشی JSM-6700F مشاهده شد. تست های میکروسختی بر روی دستگاه ریزسختی سنج TUKON2100 انجام می شود. روش کلاسیک سه الکترودی برای آزمایش الکتروشیمیایی با ایستگاه کاری الکتروشیمیایی CS350 استفاده شد. نتایج آزمایش نشان می دهد که:
(1) در دمای 1120 درجه برای 10 ساعت و 850 درجه برای 1 ساعت، کربنسازی فاز جامد صفحات فولادی مقاوم در برابر سایش را میتوان با استفاده از گرافیت پولکی در چدن خاکستری برای تولید لایه کربنکننده کامپوزیت تقویتشده توسط ذرات (Fe, Cr)7C3 انجام داد. کاربید درون دانه در یک جزیره و کاربید مرز دانه به صورت متناوب توزیع می شود.
(2) بالاترین ریزسختی لایه کربن دار روی سطح صفحه فولادی مقاوم در برابر سایش ظاهر می شود و به 1082HV1N می رسد و به تدریج با افزایش فاصله از سطح کاهش می یابد.
(3) مقاومت در برابر سایش لایه کربوره شده حدود 5 برابر بستر معمولی مقاوم در برابر سایش است، اما مقاومت در برابر خوردگی آن کاهش یافته است.
