دپارتمان مهندسی مکانیک ایران

انجمن مهندسی مکانیک

انجمن تست های غیر مخرب

انجمن علمی مهندسی پزشکی

انجمن بیومکانیک

آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره های مهندسی پزشکی

دوره های آموزشی مهندسی پزشکی

انجمن مهندسی پزشکی

آموزش تعمیر تجهیزات دندانپزشکی

آموزش بازرسی جوش

آموزش پایپینگ


             
ب) نيتروژن دهي مايع
نوشته شده توسط شهرام عشائري   
شنبه ، 26 آذر 1390 ، 21:08

نيتروژن دهي مايع توسط مذابي  از نمك مناسب انجام مي گيرد، كه روش  عمليات شبيه كربن دهي مايع مي باشد.

نمك مذاب مورد استفاده، ‌معمولاً مخلوطي از  60 الي 70 درصد وزني سيانور سديم(NaCN) و 30 الي 40 درصد سيانور پتاسيم(KCN) مي باشد. علاوه بر اين،‌ حدود چند درصد كربنات، ‌نظير سديم( 3CO2Na)و سيانات مانند سيانات سديم(Na CNO) به حمام اضافه مي شود. قبل از  انجام عمليات،‌ حمام نمك  را در حدود 12 ساعت در دماي 570 درجه سانتي گراد نگه مي دارند. كه موجب مي شود بر اثر واكنش 3 تا 4 درصد سيانات در حمام افزايش يافته  و به مقدار  مورد نياز  در حدود 45 درصد وزني برسد. البته در همين حين،‌ با افزايش  سيانات، ‌سيانور حمام كاهش پيدا مي كند.

2Na CNO +O2 2Na CNO

                                             

در نيتروژن دهي مايع، ‌عامل نيتروژن سيانات است و نسبت  سيانور  به سيانات  در حمام از اهميت  ويژه اي برخوردار مي باشد. دماي نيتروژن دهي مايع  550 الي 570 درجه سانتي گراد است و زمان فرآيند به ندرت  از 2 ساعت تجاوز مي كند. در محدوده دمايي ياد شده  واكنش هاي  زير اتفاق مي افتد.

اتميN2+ CO+3CO2 Na+ NaCN 2 NaCNO*

اتميC+2CO CO2*

جذب عمقي جذب سطحي اتمي(N,C) *

نيتروژن دهي در گذشته براي زمان هاي  كوتاه مانند 10 الي 30 دقيقه استفاده مي شد. چون سطح قطعات حفره دار و نيتروژن دادن نايكنواخت در زمان هاي طولاني  صورت مي گرفت، كه علت آن اختلاف در غلظت سيانات در نقاط مختلف حمام و همچنين آهني بودن  بوته و تجزيه آن توسط  نمك مذاب بود.

امروزه از بوته هايي از جنس تيتانيوم و آلياژهاي  آن استفاده مي كنند. كه از تجزيه سيانات جلوگيري مي كند و با تزريق ممتد و يكنواخت اكسيژن به داخل مذاب، مي توان درصد سياننات را در نقاط مختلف كنترل كرد. برطرف شدن اين عيوب، باعث گسترش اين فرآيند شده است. حمام نمك علاوه بر سيانور  داراي  سولفيد سديم(S2Na) نيز مي باشد كه باعث مي شود علاوه بر كربن و نيتروژن، گوگرد نيز توسط پوسته خارجي  فولاد جذب شود. گوگرد خاصيت ضد اصطكاكي  فولاد را بطور قابل ملاحظه اي افزايش مي دهد.

نمودار زير تركيب شيميايي لايه سطحي  يك فولاد ساده كربني با 2/0 كربن كه به مدت 2 ساعت در 570 درجه سانتي گراد در حمام نمكي از اين نوع نيتروژن داده شده را نمايش مي دهد.

 

 

 

 

 

 

نمودار (الف) چگونگی تغییرات درصد گوگرد ، نیتروژن و کربن در لایه سطحی یک فولاد ساده کربنی پس از 2 ساعت نیتروژن دهی در حمام سیانور حاوی سدیم در 750 درجه سانتی گراد

 

در حمام هاي نمك سيانور،‌ مخصوصاً در حضور گوگرد،‌ فولادهايي كه نيتروژن داده شده اند،‌ داراي تخلخل هاي ميكروسكوپي در سطح خارجي خود هستند،‌ كه اين تخلخل ها به راحتي  روغن را جذب و در خود نگه مي دارد كه اصطكاك بين قطعات تحت شرايط روغن كاري شده را مي توانند به طور قابل ملاحظه اي  كاهش دهند.

بهترين خواص مكانيكي را پس از نيتروژن دهي  مي توان با سريع سرد كردن قطعات در آب گرم بدست آورد. كه موجب تشكيل  محلول جامد فوق اشباع نيتروژن در آهن آلفا و در نتيجه افزايش سختي و استحكام خستگي خواهد شد.

اگر قطعات از جنس فولاد ساده كربني  و يا فولادهاي  كم آلياژ باشند. نيتروژن داده شده و سريع سرد شده باشند، ‌در اثر بازپخت دادن به مدت يك ساعت در 200 درجه سانتي گراد، نيتروژن محلول به صورت نيتريد رسوب مي كند. كه اين امر  موجب كاهش استحكام خستگي  و افزايش مقاومت ضربه اي مي شود.

هنگام كار با حمام هاي  سيانور  بايد به سمي  و خطرناك بودن سيانورها توجه داشت و درصد سيانات در حمام را روزانه كنترل كرد. هر چند وقت يكبار، مذاب  حمام بايد به طور كامل عوض شود.

 

 
سامانه هوشمند ژورنال مقالات