تاثیر عملیات نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم اعمال شده بر روی سازه فضایی جهت جلوگیری از جوش سرد

با وجود چگالی پایین و نسبت استحکام به وزن بالای تیتانیوم، این فلز به دلیل داشتن خواص سطحی ضعیف مانند مقاومت به سایش پایین، مستعد وقوع جوش سرد در کاربردهای فضایی و تحت سایش این فلز است. برای بهبود این خاصیت تیتانیوم، اعمال پوشش‌های محافظ موثر است. پارامترهای فیزیکی مقاومت به سایش، چسبندگی پوشش به سطح و ریزسختی سطح پوشش به‌دست آمده، می‌توانند بر جوش سرد تاثیرگذار بوده و تقویت این پارامترها باعث جلوگیری از این پدیده می‌شود. بنابراین، در پژوهش پیش رو، با اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم اعمال شده بر روی تیتانیوم مورد استفاده در سازه‌های فضایی به بررسی رفتار تریبولوژیکی آن ( مقاومت به سایش، چسبندگی و ریزسختی سطح) پرداخته شده است. نتایج نشان‌دهنده تشکیل پوشش نیترید کروم بر روی زیرلایه تیتانیومی در اثر اعمال نیتروژن‌دهی پلاسمایی بر روی پوشش کروم بوده که به تبع آن افزایش ریزسختی سطح تا مقدار 1109 ویکرز و بهبود مقاومت به سایش و چسبندگی پوشش را به همراه داشته است. مقدار ضریب اصطکاک تا مقدار 0.16 کاهش یافته است که از وقوع جوش سرد می‌تواند به خوبی از وقوع جوش سرد جلوگیری کند.

effect of plasma nitriding treatment on the chromium layer applied on space construction to avoid cold weld

although regarding low density and high ratio of strength to weight of titanium, the application of this metal is restricted in space industry due to its low surface properties including low wear resistance which could lead to the cold weld. for improving this property of titanium, applying protective coatings is effective. the physical parameters of wear resistance, adhesion and surface microhardness are impressive and could avoid occurance of cold weld. therefore, in the present study, by applying plasma nitriding on chromium layer on titanium used in space structures, its tribological behavior (wear resistance, adhesion and surface microhardness) has been investigated. the results confirmed the formation of nitride chromium thin layer on titanium substrate due to the applying plasma nitriding on the chromium layer , which increasing the surface microhardness up to 1109 hv and improving the wear resistance and adhesion subsequently. the coefficient of friction is also decreased to 0.16,which can well prevent the occurrence of cold weld.