حسن علم خواه

یکی از چالش های موجود در مورد قطعات صنعتی، تخریب سطحی ناشی از فرسایش است. مهندسی سطح، به عنوان یک راهکار اصلی برای افزایش مقاومت ماده در برابر فرسایش مطرح است. از این رو در پژوهش حاضر با هدف افزایش مقاومت به فرسایش، سه پوشش CrN، CrTiN و CrTiSiN به روش رسوب گذاری فیزیکی از فاز بخار بر فولاد مارتنزیتی 410 اعمال شدند. جهت شناسایی فازها از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. همچنین ارزیابی مورفولوژی سطح و سطح مقطع پوشش ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) صورت پذیرفت. خواص مکانیکی پوشش ها توسط آزمون نانودندانه گذاری ارزیابی شد. به منظور بررسی رفتار فرسایشی پوشش ها، آزمون فرسایش توسط ذرات جامد از جنس SiO2 در دو زاویه ی 30 و 90 درجه صورت گرفت. سختی زیرلایه، پوشش های CrN، CrTiN و CrTiSiN به ترتیب 2/4، 84/17، 28/20 و 52/23 گیگاپاسکال و مدول یانگ آن ها به ترتیب 35/264، 12/245، 69/269 و 03/403 گیگاپاسکال به دست آمد. نتایج حاکی از کاهش 70 درصدی جرم از دست رفته در زاویه 30 درجه و 5/19 درصدی در زاویه ی 90 درجه پوشش CrTiN نسبت به زیرلایه طی آزمون فرسایش است. همچنین از دو معیار H/E و H3/E2 جهت بررسی ارتباط خواص مکانیکی و رفتار فرسایشی شد. بر این اساس زیرلایه با کمترین نسبت H3/E2 به میزان 1 مگاپاسکال، بیشترین نرخ فرسایش را به مقدار 32/0 و پوشش CrTiN نیز با بیشترین نسبت H3/E2 به میزان 117/0 گیگاپاسکال کمترین نرخ فرسایش با مقدار 04/0 را در زاویه 30 درجه در بین نمونه های مورد مطالعه نشان داد. در نهایت بر اساس نتایج به دست آمده می توان گفت پوشش های نیتریدی اعمال شده موجب ارتقاء مقاومت به فرسایش شدند.