ارزيابي ريز ساختار فولاد زنگ نزن آستنيتي پرنيتروژن عاري از نيكل تهيه شده به روش آلياژ سازي مكانيكي تحت اتمسفر نيتروژن

Microstructural Studies of Nickel Free High Nitrogen Stainless Steel Produced Using Mechanical Alloying Under Nitrogen Atmosphere

در سالهاي اخير، فولاد هاي زنگ نزن آستنيتي پر نيتروژن عاري از نيكل نانو ساختار به دليل ويژگي ها ممتازي كه دارند، به طور گسترده اي مورد توجه قرار گرفته اند. حضور نيتروژن در ساختار نانويي اين مواد، خواص مكانيكي عالي و مقاومت به خوردگي بالايي به آنها بخشيده است. جايگزيني نيكل با نيتروژن موجب عدم آلرژي زايي آنها و كاربردهايي چون مواد فلز كاشتني در بدن انسان شده است. تاكنون توليد اين فولادها به روش هاي مختلف ذوبي صورت گرفته است،اما به علت محدوديت حلاليت نيتروژن در فاز مذاب،پژوهشگران به روش هاي حالت جامد چون متالورژي پودر روي آورده اند. هدف از پژوهش حاضر بررسي تاثير آلياژ سازي مكانيك تحت اتمسفر نيتروژن بر ريز ساختار فولاد زنگ نزن آستنيتي پر نيتروژن عاري از نيكل (Fe-Cr-Mn-Mo) تهيه شده به اين روش است. پودرهاي حاصل از انجام فرايند آلياژ سازي مكانيكي توسط روش هاي مختلف از جمله پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به سيستم آناليز عنصري (EDAX) مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاصل از ارزيابي هاي انجام گرفته مويد بر انحلال نيتروژن در حد قابل توجه و تاثير زمان آلياژسازي مكانيكي و همچنين نقش عناصر آلياژي تشكيل دهنده بر ميزان نيتروژن محلول و ساختار ميكروسكوپي بود.

Nickel free nano structure austenitic stainless steels(HNSS) have been extensively investigated lately due to their excellent properties. In particular, nitrogen as an alloying element improve mechanical and corrosion properties and nitrogen makes it possible to reduce the nickel content in stainless steels and as a result, offers additional advantages such as biomaterial application and cost savings. High pressure techniques have been developed for fabrication of high nitrogen stainless steel, but these procedures are typically very expensive. Alternatively, powder metallurgy can be employed in order to increase the nitrogen content in steels. Recently, it has been shown that nitrogen concentration in iron and steel powders results in a highly refined crystalline microstructure. The powder were characterized by means of X-ray diffraction(XRD) and scanning electrone microscopy(SEM) with an energy dispersive X-ray microanalysis system(EDAX). The result showed that maximum nitrogen levels of 1.52 wt pct nitrogen were achieved after for 80 hours in addition, the grain size structure continually decreased and reached 10 nm.