پروژه بهبود سختی فولاد آلیاژی کم کربن با پیوند یونی نیتروژن بررسی XPS

خلاصه ای از پروژه:

این مطالعه به بررسی تغییرات سطحی فولاد آلیاژی پس از قرارگیری یون نیتروژن با استفاده از طیف‌نمایی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) و ارزیابی تاثیر آن بر سختی مکانیکی با استفاده از اندازه‌گیری سختی دندانه‌ای در مقیاس میکرو می‌پردازد. نتایج نشان می‌دهد که سطح نمونه‌ها پس از این فرآیند، لایه‌ای نازک و غنی از نیتروژن، کربن و سیلیسیم تشکیل می‌دهد، در حالی که آهن نقش کمتری در ترکیب شیمیایی سطح اصلاح شده ایفا می‌کند.

در مقایسه با سختی GPa 10 برای نمونه اولیه، سختی مکانیکی سطح دارای پیوند یون نیتروژن به طور قابل توجهی افزایش یافته و بین GPa 35 تا GPa 50 اندازه‌گیری شده است. این سختی فوق‌العاده بالا به اصلاح شیمیایی سطح و تشکیل لایه‌ای از نیترید کربن حاوی عنصر تقویت‌کننده سیلیسیم نسبت داده می‌شود.

شواهد به دست آمده از طیف‌نمایی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) و فرورفتگی نانو نشان می‌دهند که اتصالات C-N در سطح، احتمالاً از نوع SP3 هستند که در ساختار متبلور Bc3N4 قابل انتظار است. این یافته‌ها نشان‌دهنده ایجاد ترکیبات جدید و ساختارهایی هستند که از طریق روش‌های معمول قابل دستیابی نیستند.

فرآیند پیوند و قرارگیری یون، امکان ایجاد یک لایه سخت و اصلاح‌شده از لحاظ شیمیایی را فراهم می‌کند که انتقال تدریجی از لایه‌ای بسیار سخت به سمت لایه زیرین نرم را امکان‌پذیر می‌سازد. این عمل از لحاظ شیمیایی به وسیله لایه‌ای اصلاح شده با سختی متوسط صورت می‌گیرد.

با توجه به این یافته‌ها، اصلاح سطح از طریق پیوند یون نیتروژن می‌تواند به طور قابل توجهی سختی و مقاومت سایشی فولادهای آلیاژی را بهبود بخشد. این فرآیند، با ایجاد ترکیبات جدید و ساختارهای نانومتری، امکان دستیابی به خواص مکانیکی برتری را فراهم می‌کند که در کاربردهای صنعتی مختلف بسیار ارزشمند است.

به دنبال پروژه‌های دانشجویی برتر هستید؟ با دانلود آسان پروژه‌های آماده ما، گامی بزرگ در جهت موفقیت بردارید!

عناوین و فهرست کلی پروژه:

متالورژي فيزيكي
سختي بسيار بالاي فولاد آلياژي پايين طي فرآيند پيوند و قرارگيري يون نيتروژن
خلاصه مطلب
1- مقدمه
2- مرحله آزمايش
* شكل (1) طرحي شماتيك از ترزيق كننده يوني KV50
3- نتايج و بحث
* شكل (2) تفاوت سختي با توجه به عمق فرورفتگي در مورد نمونه هاي ثابت و تغيير كرده
* جدول (1): شرايط قرارگيري يون و مقادير ثبت شده سختي سطح
* شكل (3): بررسي كلي XPS عناصر
* شكل (4) طيفهاي Fe2P به عنوان تابعي از زمان حكاكي در مورد سطح فولادي داراي پيوند با يون نيتروژن
* شكل (5): طيف نمايي فوتوالكتروني پرتوايكس براي C1S از سطح فولادي داراي پيوند با يون نيتروژن
* شكل (6) N1S از سطح فولادي داراي پيوند با يون نيتروژن
4- نتايج