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

یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

دوره 1، شماره 2، شهریور 1400، صفحه 14-21   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

تارا بازدار^{* 1}؛ عبدالمجید اسلامی²؛ احمد منشی³؛ فاطمه سادات سیدان⁴؛ علیرضا عباسلو⁵

¹گروه خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

²مدیر گروه مهندسی خوردگی و حفاظت از مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

³گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران گروه مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان،

⁴دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

⁵مدیر تحقیق و توسعه مجتمع مس شهربابک، شهربابک، ایران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

آلومینیم فسفات آمورف؛ پوشش؛ سختی؛ فولاد

سایر فایل های مرتبط با مقاله

E2+.pdf

مراجع

[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.