تشکیل لایه کاربید کروم بر روی سطح فولاد‍‍‍ ۱۰۲۰ AISI کربن داده شده با استفاده از روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) و بررسی سینتیک آن

خصوصیات لایه کاربیدی که بر روی فلزات و آلیاژها از طریق روش نفوذ فعال حرارتی (TRD) به وجود می آید شامل مقاومت به سایش، اکسیداسیون، خوردگی و نیز افزایش سختی سطح آنها می باشد. در تحقیق حاضر، سینتیک تشکیل لایه کاربید کروم بر روی فولاد ۱۰۲۰ AISI کربن داده شده، با استفاده از روش حمام نمک مذاب در دماهای ۹۰۰، ۱۰۰۰ و ºC۱۱۰۰ به مدت ۳ تا ۹ ساعت مطالعه شده است. با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، حضور فاز ۳C۷Cr بر روی سطح فولاد تایید شد. نتایج به دست آمده از مشاهدات سطح مقطع نمونه ها، با استفاده از تصاویر حاصل از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی (SEM)، نشان داد که یک لایه کاربید کروم پیوسته و نسبتا یکنواخت بر روی سطح فولاد تشکیل شده است. میکروسختی سطح فولاد پوشش داده شده در محدوده ۱۳۲۱-۵۳۰ ویکرز (با نیروی ۲۰۰ گرم) به دست آمد. بررسی سینتیکی لایه کاربیدی نشان داد که یک رابطه سهمی شکل بین ضخامت لایه کاربیدی و زمان غوطه وری نمونه ها در حمام نمک مذاب وجود دارد. افزون بر این، انرژی فعال سازی لازم برای این فرآیند برابر با kJ/mol‍۷۸۱/۹۷ به دست آمد. برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح فولاد از طریق پارامترهای فرآیند، نمودارهای ایزوضخامت و ایزوسختی پیشنهاد شده است. همچنین امکان استفاده از یک سری روابط ریاضی برای پیش بینی ضخامت لایه کاربیدی و میکروسختی سطح بررسی گردید.