Vanadium Nitride Coatings with High Corrosion Resistance for Steels

Abstract

Düşük korozyon dayanımı, alaşımlı çeliklerinden üretilmiş parçaların kullanım ömrünü sınırlamaktadır. Bu çalışmada Vanadyum nitrür (VN), termo reaktif biriktirmeyle AISI 4140 çeliği yüzeyine başarılı bir şekilde kaplanmıştır. Kaplamanın mikroyapısal, kimyasal ve korozyon özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiş ve AISI 4140 çeliğinin özellikleriyle kıyaslanmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri kaplanmış numunenin; VN tabakası, nitrürleme bölgesi ve altlık malzeme bölgesi olmak üzere üç bölgeden oluştuğunu göstermiştir. 1000 °C sıcaklık ve 2 saat kaplama parametreleri için kaplama kalınlığı yaklaşık 5.69 µm’dir. Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) analizlerine göre kaplama tabakasının yapısı Vanadyum ve Azot elementlerini içermektedir. X-ışınları difraksiyon (XRD) analizine göre kaplama VN bileşiğinden oluşmaktadır. Tafel ekstrapolasyonuna göre VN kaplamanın korozyon potansiyeli (Ekor)-0,604 V ölçülmüş olup,-0,717 V olan AISI 4140 çeliğinin Ekor değerine göre önemli miktarda yüksektir. Elektrokimyasal empedans spektroskopisine (EIS) göre kaplama çözünmesi 0.5 M NaCl sulu çözelti ortamındaki korozyonu yük kontrollüdür. Nyquist eğrileri kıyaslandığında VN kaplamanın korozyon dayanımı AISI 4140 çeliğininkinden daha yüksektir. Sonuçlara göre VN kaplamalar AISI 4140 çeliğinin çamur tahliyesinde kullanılan pompalar, kâğıt kesme makineleri ve zirai aletler gibi korozif ortamlarda kullanımı için ömrü artışı sağlayabilecek özelliktedir.