تاثیر دمای پوشش دهی بر میکروساختار و خواص فرسایشی حفره‌زایی پوشش نیترید تیتانیم اعمال شده بر روی فولاد زنگ نزن 316 به روش PACVD

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این پژوهش، بهبود خواص فرسایشی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 316AISI توسط ایجاد لایه‌ی نانوساختار نیترید تیتانیم(TiN) به روش DC- PACVD مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، پوشش TiN، در سه دمای 470، 490 و °C510، و فرکانس KHz 10، در چرخه کاری ثابت 33% ایجاد شد. میکروساختار، سختی و خواص فرسایش پوشش‌ها به ترتیب بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و پراش پرتو ایکس، میکروسختی و آزمون فرسایش حفره زایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دمای پوشش‌ دهی از 470 تا °C510 اندازه دانه پوشش بدلیل افزایش انرژی اتم‌ها و کاهش درصد کلر از 12 به 47 نانومتر افزایش می‌یابد. با انجام آزمون فرسایش برای نمونه ‌های پوشش ‌دهی شده در دماهای مختلف، مشخص گردید که با کاهش دمای لایه‌ نشانی خواص فرسایشی پوشش بهبود یافته و پوشش ایجاد شده در دمای °C470 دارای بهترین خواص فرسایشی می‌ باشد که ناشی از چسبندگی بهتر پوشش و اندازه دانه کمتر آن است.

کلیدواژه‌ها


1. S .Zhang, W.Zhu, TiN coating of tool steels: a review, Journal of Materials Processing Technology, 39(1993) 165-177.
2. ASTM, ASTM G 032_Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus, 2009.
3. C. b. In, SP .Kim, J. S. Chun, Corrosion behavior of TiN films obtained by plasma-assisted chemical vapor deposition, Journal of materials science, 29(1994)818-824.
4. S. Mtinsterer, K. Kohlhof, Cavitation protection by low temperature TiCN coatings, Surface and Coatings Technology, 74 (1995) 642-647.
5. A. Krella, A. Czyzniewsk, Cavitation erosion resistance of nanocrystalline TiN coating deposited on stainless steel, Wear, 265 (2008) 963-970.
6. S. Ahmed, K. Hokkirigawa, R. Oba, Fatigue failure of SUS 304 caused by vibratory cavitation erosion, Wear, 177(1994)129-137.
7. K. S. Mogensen, N. B. Thomsen, S. S. Eskildsen, C. Mathiasen, J. B&tiger, A parametric study of the microstructural, mechanical and tribological properties of PACVD TiN coatings, Surface and Coatings Technology, 99 (1998) 140-146.
8. W. Kern, V. S. Ban, Thin Film process, Academic press,London, 1978.
9. M. Stoiber, E. Badisch, C. Lugmair, C. Mitterer, Low-friction TiN coatings deposited by PACVD, Surface and Coatings Technology, 163–164 (2003) 451–456.

10. E. De Las Heras, D.A. Egidi, P. Corengia, D. González-Santamaría, M. Flores Martinez, Duplex surface treatment of an AISI 316L stainless steel; microstructure and tribological behaviour, Surface & Coatings Technology, 202 (2008) 2945– 2954.
11. A. Krella, The influence of TiN coatings properties on cavitation erosion resistance, Surface & Coatings Technology 204 (2009) 263-270.
12. A. Krella, An experimental parameter of cavitation erosion resistance for TiN coatings, Wear 270 (2011) 252–257.