بررسی تاثیر نیتروژن دهی پلاسمایی بر ریزساختار و سختی فولادهای ابزار گرم کار AISI H11 و قالب تزریق پلاستیک AISI P20

در این تحقیق دو گروه نمونه از جنس فولاد ابزار گرم کار 11AISI H و فولاد قالب تزریق پلاستیک 20AISI P در دو دمای 500 و 550 درجه سانتی گراد، به مدت زمان 5 و 10 ساعت و ترکیب گاز 2N75%-2H25% با استفاده از دستگاه نیتروژن دهی پلاسمایی پالسی جریان مستقیم نیتروژن دهی شدند. ضخامت منطقه نفوذی و لایه ترکیبی، توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و فازهای تشکیل شده در سطح به وسیله آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. همچنین تغییرات ریزسختی از سطح به عمق نمونه ها اندازه گرفته شد. نتایج نشان می دهد که به دلیل نوع ریزساختار زیرلایه و مسیرهای نفوذی مناسب تر عنصر نیتروژن در فولاد 11AISI H نسبت به 20AISI P، همواره ضخامت لایه نفوذی و ترکیبی تشکیل شده در فولاد 11AISI H بیش تر از فولاد20AISI P است. نتایج آنالیز EDS ازلایه نیتریدی نشان داد که حین نیتروژن دهی پلاسمایی فولاد 20AISI P نفوذ کربن به سمت سطح روی داده است ولی در نتایج EDS از لایه نیتریدی فولاد 11AISI H این پدیده مشاهده نشد. مطابق با نتایج نیم رخ سختی پس از نیتروژن دهی پلاسمایی، در یک عمق یکسان، فولاد 11AISI H میزان سختی بالاتری نسبت به فولاد 20AISI P نشان داده است. بررسی های پراش اشعه ایکس(XRD) حاکی از آن است که لایه نیتریدی در فولاد 11AISI H از دو فاز نیتریدی گاما پرایم(γ) و اپسیلن(ε) تشکیل شده است اما در فولاد 20AISI P فاز نیترید اپسیلن به عنوان فاز نیتریدی غالب در همه شرایط زمانی و دمائی انجام فرآیند تشکیل شده است.