بررسی افزایش سختی سطح فولاد ضد زنگ 316 کم کربن با استفاده از پوشش آلومینیم فسفات آمورف

الموضوعات : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

تارا بازدار ¹ , عبدالمجید اسلامی ² , احمد منشی ³ , فاطمه سادات سیدان ⁴ , علیرضا عباسلو ⁵

1 - گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
2 - مدیر گروه مهندسی خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
3 - گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان،
4 - دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
5 - مدیر تحقیق و توسعه مجتمع مس شهربابک، شهربابک، ایران

تاريخ الإرسال : 20 السبت , محرم, 1443 تاريخ التأكيد : 12 الأحد , صفر, 1443 تاريخ الإصدار : 15 الإثنين , محرم, 1443

الکلمات المفتاحية: فولاد, آلومینیم فسفات آمورف, سختی, پوشش,

ملخص المقالة :

در این تحقیق روکش آلومینیم فسفات آمورف بر روی سطح فولاد ضد زنگ ۳۱۶ کم کربن برای افزایش سختی و مقاومت شیمیایی اعمال گردید. آمورف بودن به معنی نداشتن ساختار کریستالی و مرز دانه در نتیجه نداشتن ضعف‌های مربوط به این دو پارامتر است. در این سنتز از محلول‌های پیشساز آلومینیم نیترات نه آبه و پنتاکسیدفسفر در اتانول استفاده شد. 15 دقیقه تا دمای ۷۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شد تا سل شفافی با ۷۵ درصد وزنی آلومینیم فسفات و نسبت مولی آلومینیم به فسفر ۷۵/۱ حاصل شود. بعد از اجرای عمل فعالسازی سطح صفحات فولادی و غوطه وری در سل آلومینیم فسفات در سه مرحله یک دقیقه ای به مدت ۲۴ ساعت در ۶۵ درجه سانتیگراد خشک و ۳۰ دقیقه در ۵۰۰ درجه سانتیگراد حرارت دهی شد. الگوی تفرق اشعه ایکس وجود هلال فاز آمورف را نشان دادکه با مقداری آلومینیم اضافی کنترل می‌شود. تصاویر میکروسکوب الکترونی روبشی و آنالیز طیف سنجی نشان داد که کنده شدن روکش در نمونه های فعال شده با ماربل بهتر از آکوارجیا و لوریا می‌باشد. آزمون میکروسختی بر روی نمونه عملیات حرارتی شده در ۵۰۰ درجه سانتیگراد حاکی از افزایش حدود سه برابری سختی در مقایسه با فلز زیر لایه بود.

المصادر:

[1] Meetham G. (1986). Use of protective coatings in aero gas turbine engines. Materials science and technology 2(3). pp 290-294.

[2] Pomeroy M. (2005). Coatings for gas turbine materials and long term stability issues. Materials & design 26(3). pp 223-231.

[3] Shi F. (2012). Ceramic Coatings: Applications in Engineering. Intech Open, 249.

[4] Song R. (2003). Hydrogen permeation resistance of plasma-sprayed Al2O3 and Al2O3–13wt.% TiO2 ceramic coatings on austenitic stainless steel. Surface and Coatings Technology 168(2-3). pp 191-194.

[5] Salman S, Köse R, Urtekin L, Findik F. (2006). An investigation of different ceramic coating thermal properties. Materials & design 27(7). pp 585-590.

[6] Xu R, Pang W, Yu J, Huo Q, Chen J. (2008). Chemistry of zeolites and related porous materials: synthesis and structure, pp 253-255.

[7] sambasivan S, Steiner, KA. High Temperature Amorphous Composition Based on Aluminium Phosphate, 2004. US Patent No. 0011245

[8] Sambasivan S, Steiner, KA, Rangan, KK. Aluminum Phosphate Coatings, 2007. US Patent No. 7,311,944 B2

[9] sambasivan S , Steiner, KA, Rangan, KK. (2010). Aluminum Phosphate Coatings, Patent No. 0297000 A1

[10] Li N, Zhong M, Xu Z, Zhang Z. (2018). Polyesterification synthesis of amorphous aluminum phosphate thermal radiation material with high infrared emissivity. Materials Letters 213(pp 335-337.

[11] Liu M, Hu H, Zheng Y. (2017). Effects of three sealing methods of aluminum phosphate sealant on corrosion resistance of the Fe-based amorphous coating. Surface and Coatings Technology 309. pp 579-589.

[12] Wu F, Zhang X, Zhao, Taolin L, Li X, Man C. Renjie. (2015). Multifunctional AlPO4 coating for improving electrochemical properties of low-cost Li [Li0. 2Fe0. 1Ni0. 15Mn0. 55] O2 cathode materials for lithium-ion batteries. ACS applied materials & interfaces 7(6). pp 3773-3781.

[13] Walker L, Marotto V, Rafiee M, Koratkar N, Corral E. (2011). Toughening in graphene ceramic composites. ACS nano 5(4). pp 3182-3190.

[14] Sayyedan F, Enayati, M. (2019). On structure and oxidation behaviour of non-stoichiometric amorphous aluminium phosphate coating. Surface Engineering 35(8). pp 670-676.

[15] Bramfitt B, Benscoter A. (2001). Metallographer's guide: practice and procedures for irons and steels. Asm International. pp 360-367.

[16] Sayyedan FS, Enayati, MH. (2018). Evaluating oxidation behavior of amorphous aluminum phosphate coating. Applied Surface Science 455 .pp 821-830.