بهینهسازی عملیاتحرارتی پوشش الکترولس Ni-P به کمک روششناسی سطح پاسخ باهدف بهبود همزمان سختی و رفتار خوردگی
محورهای موضوعی : عملیات حرارتی
جواد گلاب
1
*
,
مصطفی علیشاهی
2
1 - کارشناسی ارشد، باشگاه پژوهشگران جوان، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد ، نیشابور
2 - دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
کلید واژه: سختی, آبکاری الکترولس, روششناسی سطح پاسخ, عملیاتحرارتی, مقاومت خوردگی,
چکیده مقاله :
در این پژوهش پوشش الکترولس نیکل-فسفر روی فولاد ساده کربنی رسوب دادهشده و با استفاده از روش طراحی آزمایش روششناسی سطح پاسخ (RSM)، تأثیر دما و زمان عملیات حرارتی بر سختی و رفتار خوردگی آن بررسی شد. پوششها به کمک آنالیز پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیفنگاری تفکیک انرژی (EDS) مشخصهیابی شده و رفتار خوردگی آنها با استفاده از آزمون پلاریزاسیون تافل ارزیابی شد. نتایج نشان دادند ساختار کریستالی پوشش اولیه آمورف است و عملیات حرارتی سبب کریستالیزاسیون نیکل و همچنین رسوب فاز فسفید نیکل میشود. همچنین سختی پوششها بهشدت وابسته به سیکل عملیات حرارتی است به نحوی که افزایش دما و زمان عملیات در ابتدا سبب افزایش و در ادامه کاهش سختی میشود. کمترین نرخ خوردگی در دمای عملیات 400 درجه سانتیگراد و زمان بین 70-80 دقیقه حاصل شد. عملیات حرارتی در دمای حدود 450 درجه سانتیگراد به مدت 75 دقیقه، سیکل بهینه عملیات حرارتی جهت حصول سختی بیشتر از 900 ویکرز و نرخ خوردگی کمتر از mpy 2 است.
In the present study, Ni-P coatings were successfully deposited on mild steel surface via electroless plating. The optimization of heat treatment parameters (i.e., temperature and time) based on response surface methodology has been systematically studied in order to obtain the simultaneously improvement in corrosion resistance and hardness. X ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and EDS analysis were used to characterize the coatings. The corrosion behavior of the coatings was evaluated using Tafel polarization method in 3.5 wt.% NaCl aqueous solution. It has been found that the as-plate coating has an amorphous structure and heat treatment caused to precipitate Ni3P phase as well as to form crystalline nickel phase. The corrosion resistance and hardness are strongly affected by heat treatment. By increasing the time and temperature corrosion resistance and hardness firstly increased and then decreased. The results showed that low corrosion rate less than 2 mpy and high hardness value more than 900 vickers were achieved by heat treatment at 450° C for 75 min.