شبیهسازی نفوذ نیتروژن در فولاد زنگنزن آستنیتی ۳۱۶ L در فرآیند نیتراسیون گازی دما بالا
General Material Designation
[پایاننامه]
First Statement of Responsibility
/حسین جعفری جق جق
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی مواد
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۵
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۱۴ ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
INTERNAL BIBLIOGRAPHIES/INDEXES NOTE
Text of Note
کتابنامه در آخر پایان نامه
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
شناسایی و انتخاب مواد فلزی
Date of degree
۱۳۹۵/۱۱/۰۰
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
اخیرا استفاده از فرآیند نیتروژندهی گازی دما بالا بهمنظور حصول لایه نیتریدی با عمقهای بالا در فولادهای زنگنزن در زمینههای صنعتی و تحقیقاتی مورد توجه زیادی قرار گرفته است .نیتروژندهی گازی دما بالا فرآیندی است که طبق آن نیتروژن از سطح به عمق ماده نفوذ کرده و در ناحیه نفوذی باعث تغییر خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی ماده میشود .برای بررسی دقیق این تغییرات در اثر نفوذ نیتروژن نیاز به بهدست آوردن پروفیل عمق نفوذ نیتروژن است .یکی از روشهای بهدست آوردن این تغییرات مدلسازی فرآیند نیتروژندهی است .یر این اساس مدلهای محدودی برای این فرآیند معرفی شده است که بیشتر آنها برای دمای پایین نیتروژندهی صادق است .با توجه به تغییرات شدید غلظت در نیتروژندهی محلولی در فولاد زنگنزن آستنیتی، هدف از این پایاننامه بهدست آوردن پروفیل عمق نفوذ نیتروژن در فولاد زنگنزن آستنیتی ۳۱۶ L با درنظر گرفتن از ملاحظات دقیق ترمودینامیکی و سینتیکی نیتروژندهی محلولی و همچنین تاثیر عناصر آلیاژی موجود در این فولاد روی تغییرات غلظت نیتروژندهی با استفاده از کدنویسی در برنامه متلب است .بدین برای شبیهسازی پروفیل عمق نفوذ نیتروژن در دمای پایین برای آهن خالص و فولاد ۳۱۶ L و در دمای بالا برای فولاد ۳۰۴ به روش عددی تفاضل محدود در برنامه متلب کدنویسی شد و در هر مورد با نتایج تجربی موجود در سایر مقالات مورد مقایسه قرار گرفت .در ادامه بهمنظور بررسی ترمودینامیک نیتروژندهی محلولی و تاثیر عناصر کروم، نیکل، مولیبدن و منگنز بر روی انحلال پذیری نیتروژن در حین نیتروژندهی از نرمافزار ترموکلک و روش کالفاد کدنویسی شده در متلب مورد استفاده قرار گرفت .در آخر پروفیل نفوذ نیتروژن در فولاد زنگ نزن ۳۱۶ L مورد استفاده در این پژوهش، به روش عددی شبیهسازی شده و نتایج حاصل با نمونه ۳ ساعته نیتریده بهدست آمده در آزمایشگاه مورد مقایسه قرار گرفت .نتایج شبیهسازی پروفیل عمق نفوذ نیتروژن در دمای پایین نیتروژندهی برای آهن خالص و فولاد ۳۱۶ L با نتایج تجربی، به ترتیب میزان اختلاف ۰/۰۰۳۵ و ۰/۱۵۶ درصد اتمی، نشان از کارایی بالای کدها در دمای پایین بود .علاوه بر آن نتایج شبیهسازی پروفیل غلظتی در نیتروژندهی دما بالا در فولاد ۳۰۴ با نتایج تجربی مقایسه شد که دو نتیجه اساسی حاصل شد :اولا تغییر غلظت سطح با زمان که بعد از ۳ ساعت مقدار آن به wt. ۰/۵ میل میکرد، ثانیا در نتیجه عجیب ضریب نفوذ با زمان تغییر کرد؛ با لحاظ کردن این نتایج کد متلب برای دمای بالا نیز اصلاح شد .در ادامه نمودار تعادلی بهدست آمده از نرمافزار ترموکلک، غلظت نیتروژن سطح فولاد ۳۱۶ L مورد استفاده در این پژوهش را در دمای ۱۴۷۳ K و فشار bar ۲/۵ برابر wt. ۰/۷ پیشبینی کرد .همچنین ملاحظات کالفاد نشان داد که اولا افزایش مقدار :کروم از ۱۴ بهat. ۲۰ ، منگنز از ۰/۵ بهat. ۱۰ ، مولیبدن از ۳ به at. ۱۰ و نیکل از ۸ بهat. ۱۵ ، بهترتیب باعث افزایشat. ۳ ، at. ۲ ، at. ۱/۲ و کاهش at. ۱ مقدار حلالیت نیتروژن در آستنیت میشود .ثانیا مقدار انرژی آزاد گیبس برای انحلال نیتروژن در فولاد ۳۱۶ L مقادیر کمتری نسبت به مقادیر انرژی آزاد گیبس تشکیل نیتریدهای MN و M۲N در حین نیتروژندهی نشان داد .در نهایت با لحاظ نمودن ملاحظات ترمودینامیکی و سینتیکی نیتروژندهی محلولی، پروفیل عمق نفوذ نیتروژن در فولاد۳۱۶ L ، کدنویسی شد که طبق آن غلظت سطح در زمانهای بیشتر از ۴ ساعت به مقدار تعادلی خود در سطح میل میکند و در مقایسهای که از نمونه تجربی بهدست آمده با نتایج شبیهسازی صورت گرفت تطابق خیلی بالایی نشان داد .ضمن زمان لازم برای یکسان شدن غلظت نیتروژن در سطح و عمق نمونه ضخامت ۲میلیمتر، حدودا ۲۰ ساعت محاسبه شد
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
روش کالفاد
ترموکلک
شبیه سازی
نیتروژن دهی
فولاد های زنگ نزن آستنیتی
PERSONAL NAME - PRIMARY RESPONSIBILITY
جعفری جق جق، حسین
PERSONAL NAME - SECONDARY RESPONSIBILITY
اکبری، علیرضا، استاد راهنما
ORIGINATING SOURCE
Country
ایران
Date of Transaction
20230911
LOCATION AND CALL NUMBER
Call Number
مواد،۷۰۴۷۴،۱۳۹۵
ELECTRONIC LOCATION AND ACCESS
Host name
یتینتسآ نزنگنز دلاوف رد نژورتین ذوفن یزاسهیبش L 316 لااب امد یزاگ نویسارتین دنیآرف رد.pdf