تاثير اندازه‌ي دانه بر عمق نفوذ نيتروژن در ساختارهايي از فولاد با اندازه‌ي دانه متفاوت CK45

The Effect of Grain Size on Diffusion of Nitrogen in Heat Treated CK45 Plain Carbon Steel

در اين تحقيق، تاثير اندازهي دانه بر ميزان نفوذ نيتروژن در فولاد CK45 بررسي شده است. بهمنظور بهدست آوردن ريزساختار‌هايي از فولاد با اندازهي دانهي مختلف، نمونه‌هاي تهيه شده از اين فولاد در دماها و زمان‌هاي مختلف تابكاري و نرماله شدند. ريزساختار نمونهها پس از انجام عمليّات حرارتي، با استفاده از ميكروسكپ مطالعه شد. اندازهي دانهي نمونه‌ها، با استفاده از نرم افزار كِلمكس (Clemex) اندازهگيري شد. سپس، نمونه‌ها بهروش پلاسماي DC نيتروژندهي شدند و بعد از انجام اين عمليّات، دوباره متالوگرافي انجام شد. نمونه‌ها با استفاده از ميكروسكپهاي نوري و الكتروني روبشي و با انجام آزمون پراش پرتوي ايكس مطالعه شدند. نتايج نشان دادند كه يك معادلهي تواني را مي‌توان براي تغييرات عمق نفوذ بر حسب چگالي مرز دانه (GBD) پيشنهاد كرد.

In this study, the effect of grain size on nitrogen diffusion into CK45 steel has been investigated. In order to obtain structures with different grain sizes, the steel samples were annealed and normalized at various temperatures and times. After heat treatment, the microstructures of test samples were analyzed by optical microscope .The grain size was determined using Clemex software. Specimens were then exposed to DC plasma nitriding treatment and they were analyzed again using optical and scanning electron microscopes as well as through X-ray diffraction technique. The results showed that a power-law equation may be obtained for the variations of diffusion depth versus the grain boundary density (GBD). According to this equation, the diffusion depth decreases with a decrease in the grain size of the steel.