بررسی ارتباط بین خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی پوشش نانو­ساختار بر پایه نیترید کروم اعمال شده به روش رسوب‌گذاری فیزیکی از فاز بخار

بررسی ارتباط بین خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی پوشش نانو­ساختار بر پایه نیترید کروم اعمال شده به روش رسوب‌گذاری فیزیکی از فاز بخار


بررسی ارتباط بین خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی پوشش نانو­ساختار بر پایه نیترید کروم اعمال شده به روش رسوب‌گذاری فیزیکی از فاز بخار

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی ارتباط بین خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی پوشش نانو­ساختار بر پایه نیترید کروم اعمال شده به روش رسوب‌گذاری فیزیکی از فاز بخار

ارائه دهنده: Provider: نفیسه فرشته صنیعی - رشته مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر حسن علم خواه- دکتر میثم نوری

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر حمید اصفهانی، دکتر محسن شیخی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1401/06/15، 8 صبح

مکان ارائه: Place of presentation: اتاق 200

چکیده: Abstract: یکی از چالش¬های موجود در مورد قطعات صنعتی، تخریب سطحی ناشی از فرسایش است. مهندسی سطح، به عنوان یک راهکار اصلی برای افزایش مقاومت ماده در برابر فرسایش مطرح است. از این¬رو در پژوهش حاضر با هدف افزایش مقاومت به فرسایش، سه پوشش CrN، CrTiN و CrTiSiN به روش رسوب¬گذاری فیزیکی از فاز بخار بر فولاد مارتنزیتی 410 اعمال شدند. جهت شناسایی فازها از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. همچنین ارزیابی مورفولوژی سطح و سطح مقطع پوشش¬ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) صورت پذیرفت. خواص مکانیکی پوشش¬ها توسط آزمون نانودندانه¬گذاری ارزیابی شد. به منظور بررسی رفتار فرسایشی پوشش¬ها، آزمون فرسایش توسط ذرات جامد از جنس SiO2 در دو زاویه¬ی 30 و 90 درجه صورت گرفت. همچنین جهت ارزیابی مقاومت به سایش پوشش¬ها، آزمون سایش پین روی دیسک توسط پینی از جنس Al2O3 انجام شد. سختی زیرلایه، پوشش¬های CrN، CrTiN و CrTiSiN به ترتیب 2/4، 84/17، 28/20 و 52/23 گیگاپاسکال و مدول یانگ¬ آن¬ها به ترتیب 35/264، 12/245، 69/269 و 03/403 گیگاپاسکال به دست آمد. نتایج حاکی از کاهش 70 درصدی جرم از دست رفته¬ در زاویه 30 درجه و 5/19 درصدی در زاویه¬ی 90 درجه پوشش CrTiN نسبت به زیرلایه طی آزمون فرسایش است. همچنین از دو معیار H/E و H3/E2 جهت بررسی ارتباط خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی شد. بر این اساس زیرلایه با کمترین نسبت H3/E2 به میزان 1 مگاپاسکال، بیشترین نرخ فرسایش را به مقدار 25/3 و پوشش CrTiN نیز با بیشترین نسبت H3/E2 به میزان 117/0 گیگاپاسکال کمترین نرخ فرسایش با مقدار 45/0 را در زاویه 30 درجه در بین نمونه‌های مورد مطالعه نشان داد. از این¬رو بین خواص فرسایشی نمونه¬ها با H/E و H3/E2 معادله¬ی درجه دوم توسعه یافت که می¬تواند نقش بسزایی در تفسیر رفتار فرسایش داشته باشد. همچنین ارزیابی مقاومت به سایش نمونه¬های مورد مطالعه بیانگر کاهش جرم کمتر به میزان 10/1، 38/1، 16/2 میلی¬گرم به ترتیب در پوشش¬های CrN، CrTiN و CrTiSiN نسبت به زیرلایه است. در نتیجه می¬توان گفت پوشش¬های نیتریدی اعمال شده علاوه ¬بر افزایش مقاومت به فرسایش، موجب ارتقاء مقاومت سایشی نیز شدند. روند نرخ سایش نمونه¬ها رابطه¬ی مستقیمی با سختی آن¬ها داشت، علاوه ¬بر این روند نرخ سایش با دو معیار H/E و H3/E2 در همه¬ی نمونه¬ها بجزء پوشش CrTiSiN مطابق انتظار بود که این امر احتمالاً به دلیل مکانیزم متفاوت پوشش مذکور است. در نهایت می¬توان گفت گرچه دو نسبت H/E و H3/E2 معیاری قوی جهت پیش¬بینی رفتار فرسایشی و سایش هستند اما توجه به مکانیزم رخ داده در فرآیند فرسایش و سایش امری لازم و ضروری است.

فایل: ّFile: