تاثیر فرآیند دوتایی نیتروژن دهی پلاسمایی و رسوب فیزیکی بخار بر ساختار آلیاژ Ti 6Al 4V

هدف از پژوهش حاضر ارزیابی و مقایسه مشخصه های ساختار سطحی آلیاژ ti 6al 4v پس از انجام دو فرآیند مهندسی سطح شامل فرآیند نیتروژن دهی پلاسمایی و فرآیند دوتایی نیتروژن دهی پلاسمایی و لایه‌نشانی نیترید تیتانیم به‌وسیله رسوب فیزیکی از فاز بخار است. عملیات نیتروژن دهی پلاسمایی در دماهای 700، 750، 800 و °c850 به‌مدت 10 ساعت با ترکیب گاز نیتروژن و هیدروژن با نسبت 4 به 1 انجام شد. جهت انجام فرآیند دوتایی، لایه‌tin به-روش رسوب فیزیکی بخار به‌کمک پلاسمای قوس کاتدی، روی سطح نمونه های نیتروژن‌دهی پلاسمایی‌شده، نشانده شد. مشخصه‌یابی ساختار سطح و مقطع نمونه ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، میکروسکپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج تفکیک‌کننده انرژی (eds)، پراش سنج پرتو ایکس (xrd) و سختی سنج ویکرز انجام شد. در حالی که لایه‌نشانی نیترید تیتانیم به‌تنهایی منجر به تشکیل فاز tin-? شـده، نیتروژن دهی پلاسـمایی آلیاژ ti 6al 4v، باعث ایجـاد لایه ترکیبی، شامل فـازهای -tin? و -ti2n?، ناحیه غنی از آلومینیم و ناحیه نفوذی حاصل از نفوذ نیتروژن و تشکیل محلول جامد بین نشین، شده است. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به فرآیند دوتایی نشان‌دهنده‌ حضور هم‌زمان پیک‌های متعلق به فازهای تشکیل‌شده در اثر هر دو فرآیند است. هرچند ساختارهای حاصل از هرکدام از دو فرآیند به‌تنهایی سختی سطح را افزایش داده است، سختی سطح خارجی در شرایط پوشش دوتایی در مقایسه با نمونه‌های نیتروژن‌دهی پلاسمایی شده به طور قابل توجهی افزایش یافته است. فصل‌مشترک ممزوج‌شده لایه tin (حاصل از فرآیند pvd) با لایه ترکیبی (حاصل از نیتروژن دهی پلاسمایی) نقش مهمی در کارایی پوشش دوتایی داشته است. با افزایش دمای نیتروژن دهی پلاسمایی نه‌تنها نرخ تشکیل لایه‌ tin ایجاد‌شده با روش رسوب فیزیکی بخار افزایش یافته، بلکه پیوستگی لایه tin به لایه ترکیبی نیز بهبود یافته است.