فرایند آلومینیایزینگ یكی از روشهای موجود برای افزایش مقاومت به اكسیداسیون فولادها در دماهای بالا می باشد. مقاومت به اكسایش فولادهای حاوی كروم عمدتا ناشی از بوجود آمدن لایه اكسید كروم بر سطح فولاد می باشد.

این لایه در دماهای بالا حدود 1000 درجه سانتیگراد ناپایدار گشته و نمی تواند عمل حفاظت را بخوبی انجام دهد. تحقیقات اخیر نشان می دهد كه عمل آلومینیایزینگ با ایجاد یك لایه اكسید آلومینیوم در دماهای بالا كه پایداری بیشتری دارد باعث بهبود خواص اكسایشی این فولادها می شود. در این تحقیق عملیات آلومینایزینگ بر روی فولاد زنگ نزن نسوز انجام شده است.

این فولاد یكی از پرمصرف ترین فولادها در صنایع مختلف مانند صنایع شیمیایی پتروشیمی سیمان و ... می باشد. با افزودن آلومینیوم به تركیب شیمیایی این فولاد می توان عمر مفید آن را در دماهای بالا و محیطهای اكسید كننده افزایش داد.

اما به دلیل اینكه آلومینیوم عنصری آلفاژن می باشد و از آنجایی كه فاز فریت در دماهای بالا دارای خواص مكانیكی ضعیفی است بنابراین برای جلوگیری از پایداری فریت باید تمهیداتی را در نظر گرفت. از آن جمله می توان به افزودن عناصر گاماژن مانند نیكل و كربن اشاره كرد.

اما كربن عنصری است كه باعث افزایش خوردگی در دماهای بالا می شود. نیكل نیز عنصری گران قیمت می باشد. بنابراین برای ایجاد لایه محافظ بر روی سطح فرایند آلومینایزینگ بر روی این آلیاژ انجام شد. در نتیجه این فرایند آلومینیم فقط برروی سطح رسوب كرده و قطعه همان خواص مكانیكی خود را حفظ می كند. سپس ساختار نمونه های آلومینیایز شده بوسیله دستگاه میكروسكوپ الكترونی روبشی و میكروسكوپ نوری مورد بررسی قرار گرفته و فازهای موجود در لایه ها شناسایی و بوسیله آنالیز شیمیایی گردیدند.

آلیاژسازی سطحی آلومینیوم روی فولاد زنگ نزن 316 با استفاده از آبکاری الکتریکی یک لایه نیکل و در دامه فرایند آلومینایزینگ اکتیویته بالا به صورت تک مرحله ای انجام شده است. بررسی ریزساختار نمونه های آلومینایز شده نشان داده است که فولاد زنگ نزن 316 آلومینایز شده دارای زمینه B-(Fe, Ni)Al همراه به رسوبات( B-FeAl)+ (Fe, Cr) است.

در نمونه های با ضخامت نیکل اولیه 10 و 20 میکرون پوشش شامل لایه های B-NiAl و B-(Fe, Ni)Al است. برای نمونه ی با ضخامت نیکل اولیه 50 و 100 میکرون پوشش شامل سه لایه B-NiAl، لایه 15 میکرونی Ni3Al و لایه نیکل باقی مانده است. مطالعه رفتار اکسیداسیون نمونه ها نشان داده است که در مورد نمونه های با ضخامت اولیه نیکل 10 و 20 میکرون رفتار اکسیداسیون به صورت سهمی و برای نمونه های با ضخامت بالاتر نیکل به صورت سینتیک زیر سهمی می باشد.

با افزایش ضخامت نیکل اولیه از 10 تا 100 میکرون میزان تغییرات وزن کل نمونه های آلومینایز شده بعد از اکسیداسیون از 95/2 به mg/cm 244/1 کاهش می یابد. اکسید آلومینیم تشکیل شده روی سطح در پایان اکسیداسیون Al2O3 پایدار است.

http://s3.picofile.com/file/8228014350/%D8%A2%D9%84%D9%88%D9%85%DB%8C%D9%86%D9%88%D8%AF%D8%A7%DB%8C%D8%B2%DB%8C%D9%86%DA%AF.jpg

مورفولوژی سطح لای ههای اکسیدی تشکیل شده بر روی نمونه Th 100 بعد از اکسیداسیون در هوا در دمای 950ºC به مدت الف 25 ساعت، ب 160 ساعت.

لینک دانلود کل مطلب و تصاویر 10 صفحه