رفتار سایشی فولاد 4140 پس از فرایند ترکیبی الکترولس نیکل و نیتراسیون گازی

در این تحقیق از فرایند نیتراسیون گازی در اتمسفر H2/NH3 به عنوان روبشی برای عملیات حرارتی پوشش های الکترولس نیکل استفاده شد. برای این منظور، پوشش نیکل – فسفر حاوی حدود 9% فسفر با ضخامت های 48, 24, 2 میکرون بر روی نمونه هایی از فولاد 4140 اعمال شده و سپس اثر عملیات نیتراسیون بر تعییرات ساختاری، شیب ریز سختی و مقاومت سایشی پوشش ها مورد مطالعه قرار گرفت. برای ارزیابی دقیق تر رفتار سایشی نمونه ها، علاوه بر نمونه های پوشش داده شده / نیتروره شده، از نمونه هایی که فقط تحت عملیات نیتراسیون قرار گرفته بودند نیز استفاده شد. آزمایش سایش به کمک دستگاه پین بر روی دیسک تحت نیروهای 40 و 80 نیوتن انجام گرفت.
نتایج نشان داد که اثر فرایند نیتراسیون بر رفتار سایشی نمونه ها، بسته به ضخامت پوشش متفاوت است. نمونه با پوشش 2 میکرون رفتار بهتری نسبت به نموه با پوشش 24 میکرون، تحت نیروی بالاتر سایش، از خود نشان داد. این بهبود مقاومت سایشی، به تشکیل فاز نیترید و نیز توسعه منطقه متاثر از نفوذ نیتروژن در نواحی سطحی فولاد حاوی پوشش نازک (2 میکرون) نسبت داده شد.