مشخصه یابی ساختاری و بررسی سختی و چسبندگی پوشش فولاد زنگ نزن دانه ریز ایجاد شده به روش رسوب فیزیکی بخار بر زیرلایه فولاد کربنی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی

2 دانشگاه تهران

3 مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

doi
چکیده

هدف از این پژوهش بررسی دو پوشش دانه‌ریز از فولاد زنگ‌نزن AISI 304 ایجاد شده بر زیرلایه فولاد کربنی به دو روش رسوب فیزیکی بخار، یعنی پراکنش مغناطیسی و قوس کاتدی است. پوشش‌ها از نظر ساختار، سختی و چسبندگی با هم مقایسه شده ‌اند. در روش قوس از توان زیاد 3300 وات بر سطح ماده هدف و در روش پراکنشی از گاز آرگون با فشار 10 5 پاسکال برای تبخیر اتم‌ها استفاده شد. به منظور مقایسه دو پوشش در هر دو روش از دمای زیرلایه 50 ± 300 درجه سانتی‌گراد، ولتاژ بایاس زیرلایه 50 ± 250 ولت و زمان پوشش‌دهی 50 دقیقه استفاده شد. آنالیز XRD و EDS و تصاویر SEM و FE-SEM به‌منظور مشخصه‌ یابی پوشش‌ها و آزمون نانوفرورونده و آزمون فرورونده ویکرز برای بررسی سختی و چسبندگی پوشش‌ها به کار گرفته شدند. نتایج آنالیز EDS نشان داد که اگرچه ترکیب پوشش ایجاد شده به روش پراکنشی بسیار نزدیک به ترکیب ماده هدف بود ولی در سیستم قوس اختلاف ترکیب زیادی با ماده هدف مشاهده شد. آزمون نانوفرورونده نشان داد، با توجه به ساختار نانوبلوری پوشش پراکنشی، سختی این پوشش تا حدود 890 ویکرز افزایش یافت که بسیاربیش‌تر از سختی پوشش قوس (حدود 260 ویکرز) و فولاد زنگ‌نزن 304 (حدود 220 ویکرز) است. با این‌ وجود چسبندگی پوشش پراکنشی به ‌دلیل وجود ترک‌های بیش‌تر در لبه‌ها و هم‌چنین کندگی‌ پوشش، نسبت به پوشش قوس ضعیف‌تر ارزیابی شد.