‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن‬
‫‪.....‬‬
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن در فرآيند کربوراسيون با‬
‫روش غير مخرب جريان گردابي‬
‫مهرداد کاشفي‪ , 1‬ميثم شيخ‬
‫اميري‪2‬‬
‫چکيده‬
‫فرآيند کربوراسيون يکيي ا مهيم تيرين و راييي تيرين‬
‫پروسه هاي توليد قطعات صنعتي بشمار مي آييد‪ .‬هيدا ا‬
‫اين فرآيند افزايش درصد کربن سطحي فوالدهاي کيم کيربن‬
‫مي باشد تا در نهايت به سختي مورد نظر در سطح برسيم‪.‬‬
‫عمق نفوذ کربن پارامتر مهمي است کيه کنتيرو و تعييين‬
‫دقيق آن‪ ,‬مي تواند راهگشاي رسيدن به خواص مورد نظير‬
‫باشد‪.‬‬
‫چندين روش براي اندا ه گيري عمق نفوذ کربن وجود دارد‬
‫که ا آن جمله مي توان به محاسبات تئوري بيا معيادالت‬
‫نفوذ‪ ,‬متالوگرافي و سختي سنجي اشياره نميود‪ .‬در ايين‬
‫پژوهش عمق نفوذ کربن با روش هاي متالوگرافي (تغييير‬
‫رنگ نمونه بعد ا اچ کردن)‪ ,‬سختي سنجي (بيا اسيتفاده‬
‫ا پروفيل سختي) و جريان گردابي تعيين گرديد و نتايي‬
‫با يکديگر مقايسه شدند‪ .‬نتايي حاصل نشان دهنيده دقيت‬
‫يه بيا دو‬
‫خوب و قابل قبوو روش جريان گردابي در مقايسي‬
‫روش ديگر است که عالوه بر دقت آن‪ ,‬صرا هزينيه و ميان‬
‫کمتر در با رسي قطعه‪ ,‬باعث شده انيد کيه به عنيوان‬
‫يي معرفيي‬
‫جايگزيني قابل اطمينيان بيراي روش هياي رايي‬
‫گردد‪.‬‬
‫کلمات کليدي‪ :‬عمق موثر نفوذ کربن‪ ,‬سختي سنجي‪ ,‬متيالوگرافي‪ ,‬آ ميون جرييان‬
‫گردابي‬
‫‪ . 1‬استاديار گروه مواد و متالورژي دانشگاه فردوسي مشهد‬
‫‪ . 2‬دانشجوي کارشناسي ارشد شناسايي و انتخاب مواد دانشگاه فردوسي مشهد ‪E-‬‬
‫‪Mail: meisam2542@yahoo.com‬‬
‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
‫مقدمه‬
‫امرو ه کاربرد روش هاي غير مخرب تنها به با رسي عيوب‬
‫و ترک يابي محدود نمي شوند‪ .‬با توجه به توانايي ها و‬
‫مزايايي روش هاي غير مخرب در توليدات صنعتي‪ ,‬در سياو‬
‫يالورژيکي ميواد و بدسيت‬
‫هاي اخير به تعييين خيواص متي‬
‫آوردن نتايي آ مون هاي مخرب بيا روش هياي غيير مخيرب‬
‫توجه بسياري شده است که اين امر مي تواند باعث صيرفه‬
‫جويي در هزينه و مان توليد قطعه صنعتي شود‪ .‬ا ايين‬
‫ميان آ مون غير مخيرب جرييان گردابيي مزايياي منحصير‬
‫بفييردي دارد کييه اييين آ مييون را در تعيييين خييواص‬
‫متالورژيکي مواد ا ديگر آ مون ها متمايز کرده اسيت‪.‬‬
‫ياختار‪ ,‬و‬
‫حساسيت اين آ مون به ترکيب شيميايي‪ ,‬رييز سي‬
‫خواص مکانيکي ]‪ [1][2‬ا جمله سختي را مي تيوان جيز مهيم‬
‫ترين عواملي دانست که باعث توجه بسييار بيه ايين روش‬
‫شده است‪ .‬تحقيقاتي بيه منظيور تعييين برخيي ا خيواص‬
‫يوارد انجيا شيده اسيت‪.‬‬
‫متالورژيکي ميواد در برخيي مي‬
‫يختي چيدن‬
‫"کاناپاليک" در تحقيقي ارتبيا خيوبي بيين سي‬
‫داکتيل با ولتاژ خروجي دسيتگاه جرييان گردابيي بدسيت‬
‫آورده است]‪" . [3‬يوچي موتيو" و "چيک" در پيژوهش هيايي‬
‫جداگانه همين ارتبا را براي چدن خاکستري و اثر ضريب‬
‫دور شدگي روي اين ارتبا نشان داده اند]‪ . [4][5‬تعييين‬
‫عمق دي کربوراسيون بوسيله آنياليز هارمونييک بوسييله‬
‫"مرسي ير" گزارش شده است و دقت آن با روش هاي مشيابه‬
‫سختي سنجي و متالوگرافي مقايسيه شيده اسيت]‪" . [6‬خيان"‬
‫توانسته است با استفاده ا پاسخ جريان گردابيي درصيد‬
‫پرليت فوالد را تعيين نمايند]‪ .[7‬هيم چنيين "ميارتينز‬
‫دگورنو" فرآيند با يابي و تبلور مجدد را با ايين روش‬
‫مورد تجزيه و تحليل قرار داده اند و دقت ايين روش را‬
‫در تعيين مراحل با يابي و تبليور مجيدد اثبيات کيرده‬
‫اند]‪ .[8‬فرآيند رسوب سختي فوالد مارجينيگ نييز بوسييله‬
‫"راج کومار" مورد بررسيي قيرار گرفتيه اسيت و تميامي‬
‫مراحل رسوب گذاري اين فوالد بوسيله پاسخ جريان گردابي‬
‫تجزيه و تحليل شده است]‪ . [9‬در فلزات غيير آهنيي نييز‬
‫تحقيقاتي انجا شده اسيت‪" .‬رو ن" و "ناتيان" فرآينيد‬
‫رسوب گذاري و پيرسيختي آلياژهياي آليومينيم را ميورد‬
‫بررسي قرار داده اند]‪ [10][11‬و "کونرس" تغييرات ساختاري‬
‫و تشکيل فا ها را حين انجماد سرب و آلياژي ا سيرب‪-‬‬
‫قلع را با روش جرييان گردابيي اثبيات کيرده انيد]‪. [12‬‬
‫يومينيم را ح يين‬
‫ياختاري آلي ياژ آلي‬
‫يوالت سي‬
‫يرلين" تحي‬
‫"وتي‬
‫فرآيند عمليات حرارتي بررسي کرده اند]‪ .[13‬با اين روش‬
‫ميزان پتانسيل کربن کوره کربوراسييون گيا ي نيزتوسي‬
‫"وست کمپ" تعيين شده است]‪ .[14‬اما به منظور تعيين عمق‬
‫يوره شيده کياري پژوهشيي‬
‫نفوذ کربن سطح نمونه هاي کربي‬
‫ارائه نشده است‪ .‬در اين پژوهش سعي شيده اسيت ارتبيا‬
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن‬
‫‪.....‬‬
‫مناسبي بين عمق نفوذ کربن با ولتاژ ورودي و خروجي يا‬
‫هارمونيک هاي تابع موج اوليه و ثانويه برقرار شيود و‬
‫عمق نفوذ کيربن بدسيت آميده بيا ايين روش بيا دو روش‬
‫متالوگرافي و سختي سنجي مقايسه گردد‪.‬‬
‫مواد و روش تحقيق‬
‫يراي‬
‫يوالدي راييي بي‬
‫يه في‬
‫يوالد ‪ 4118‬کي‬
‫در ايين تحقييق ا في‬
‫کربوراسيون مي باشد‪ ,‬استفاده گرديد‪ .‬تعداد ‪ 10‬نمونيه‬
‫استوانه اي به قطر ‪ 2.5‬سانتي متر و ارتفيا ‪ 15‬سيانتي‬
‫متر تهيه گرديد‪ .‬تمامي نمونه ها در کوره کربوراسييون‬
‫گا ي با پتانسيل کربن ‪ 0.9‬و دماي ‪ 900‬درجه سانتي گيراد‬
‫قرار داده شدند و در فواصل ماني بين ‪ 5‬تا ‪ 10‬سياعت د‬
‫رکوره نگه داري شدند‪ .‬در اين شراي کيربن سيطح تميا‬
‫نمونه ها به ‪ 0.8‬مي رسيد اما عميق نفيوذ کيربن (عميق‬
‫کربوره شده) در نمونه ها متفاوت مي شد‪.‬‬
‫ا تمامي نمونه ها‪ ,‬قرصي به ارتفا ‪2‬سانتي متير جيدا‬
‫گرديد و بعد ا مانت گييري‪ ,‬متيالوگرافي شيدند و بيا‬
‫استفاده ا تغيير رنگ بعد اچ کردن‪ ,‬سعي شد عمق نفيوذ‬
‫کربن اندا ه گيري شود‪ .‬بعد ا اين مرحله تما نمونيه‬
‫ها ميکرو سختي سنجي شيدند و پروفييل سيختي بيراي هير‬
‫نمونه رسم گرديد و ا روي آن عمق نفيوذ کيربن تعييين‬
‫شد‪.‬‬
‫تمامي آ مون هياي غيير مخيرب بيا نمونيه آ مايشيگاهي‬
‫دستگاه جريان گردابي موجيود در دانشيگاه کيه قابلييت‬
‫تغيير فرکانس در رني ‪1‬هرتز تا ‪ 2‬مگا هرتز را دارا مي‬
‫باشد‪ ,‬انجا گرفت‪ .‬ا نمونه هاي استوانه اي در آ مون‬
‫جريان گردابي استفاده شد‪ .‬تمامي نمونه ها در کويل با‬
‫ضريب پرشدگي ‪ ~0.99‬قرار داده شدند و دماي کويل درطيوو‬
‫آ مايش ثابت نگه داشته شد‪ .‬آ مون جريان گردابيي در ‪9‬‬
‫فرکانس ‪ 950 ,500 ,300 ,150 ,80 ,40 ,20 ,10‬و ‪ 2000‬هرتيز‬
‫انجا گرديد و ولتاژ ورودي و خروجي و هيم چنيين داده‬
‫هاي موج ورودي و خروجي در هر فرکانس‪ ,‬براي هر نمونيه‬
‫بوسيله کارت اسيلوسکوپ ديجيتاو ثبت گرديد‪.‬‬
‫پس ا انتخاب فرکانس بهينه‪ ,‬بيا اسيتفاده ا آنياليز‬
‫رگرسيون و آناليز هارمونيک بهترين ارتبيا بيين عميق‬
‫نفوذ کربن و ولتاژ اوليه و هارمونيک اوو موج ثانوييه‬
‫در فرکانس ‪ 40‬هرتز تعيين گرديد‪.‬‬
‫يافته ها‬
‫تصوير متالوگرافي ا‬
‫‪1‬مشاهده مي گردد‪.‬‬
‫سطح کربوره شيده نمونيه در شيکل‬
‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
‫شکل‪ :1‬تصوير متالوگرافي از سطح کربوره شده در بزرگنايي ‪ 50‬برابر‬
‫سه ناحيه مشخص شده بييانگر منطقيه نفيوذ کاميل کيربن‬
‫(منطقه‪ ,)1‬تحت تاثير نفوذ کربن(منطقه‪ )2‬و فليز پاييه‬
‫(منطقه‪ )3‬مي باشد‪.‬‬
‫پروفيل سختي يکي ا نمونه ها در نميودار‪ 1‬آورده شيده‬
‫است‪ .‬عمق نفوذ کربن در نمودار‪ 1‬با توجه بيه تغيييرات‬
‫سختي نشان داده شده است‪.‬‬
‫‪65‬‬
‫‪60‬‬
‫‪55‬‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫س خت ی (‪)HRC‬‬
‫‪45‬‬
‫‪35‬‬
‫کربوره‬
‫عمق‬
‫‪30‬‬
‫شده‬
‫‪25‬‬
‫‪20‬‬
‫‪3500‬‬
‫‪3000‬‬
‫‪2500‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪1500‬‬
‫‪500‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪0‬‬
‫عم قس خت ی (ميکرو ن)‬
‫نمودار‪ :1‬پروفيل سختي و عمق کربوره شده‬
‫با استفاده ا پروفيل سختي تمامي نمونه ها‪ ,‬عمق نفوذ‬
‫کربن در آنها تعيين گرديد کيه در جيدوو ‪ 1‬آورده شيده‬
‫است‪.‬‬
‫جدول‪ :1‬عمق نفوذ کربن در سطح نمونه ها‬
‫عمق نفوذ کربن‬
‫(ميلي متر)‬
‫شماره‬
‫نمونه‬
‫‪0.9‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن‬
‫‪.....‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.6‬‬
‫يتگاه ا‬
‫براي انجا آ مون جريان گردابي‪ ,‬فرکيانس دسي‬
‫‪10‬تييا ‪2000‬هرتييز تغيييير داده شييد و بييا اسييتفاده ا‬
‫رگرسيون خطي‪ ,‬فرکانس ‪ 40‬هرتز براي اين آ ميون مناسيب‬
‫تشخيص داده شد‪( .‬نمودار‪)2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.9‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪0.7‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪Vx‬‬
‫‪R^2‬‬
‫‪Vy‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2000‬‬
‫‪950‬‬
‫‪500‬‬
‫‪300‬‬
‫‪150‬‬
‫‪80‬‬
‫‪40‬‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫فرک انس (هرتز)‬
‫نمودار‪ :2‬ضريب تناسب )‪ (R2‬بين عمق نفوذ کربن و ولتاز اوليه و ثانويه‬
‫سپس با استفاده ا آناليز رگرسيون خطي ارتبيا بيين‬
‫عمق نفوذ کربن و ولتاژ خروجي و ورودي برقرار گردييد‪.‬‬
‫در نمودار‪ 3‬ارتبا بين عمق نفوذ کربن و ولتاژ اولييه‬
‫در فرکانس ‪40‬هرتز ديده مي شود‪.‬‬
‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
‫‪1.8‬‬
‫‪1.6‬‬
‫‪y = 0.0128x - 37.148‬‬
‫‪R2 = 0.889‬‬
‫‪1.2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪0.6‬‬
‫عم ق سخت ی (م يل ی متر)‬
‫‪1.4‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪3030‬‬
‫‪3010‬‬
‫‪2990‬‬
‫‪2950‬‬
‫‪2970‬‬
‫‪2910‬‬
‫‪2930‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2890‬‬
‫ولتاژ اوليه‪( Vx ,‬ميل ی ول ت)‬
‫نمودار ‪: 3‬ارتباط بين ولتاژ اوليه و عمق سختي در فرکانس ‪ 40‬هرتز‬
‫‪1.8‬‬
‫‪y = 3.6049x + 2.5543‬‬
‫‪R2 = 0.7392‬‬
‫‪1.6‬‬
‫‪1.2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪0.6‬‬
‫عم ق نفوذ ک رب ن (ميل ی متر)‬
‫‪1.4‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-0.35‬‬
‫‪-0.4‬‬
‫‪-0.45‬‬
‫‪-0.5‬‬
‫‪-0.55‬‬
‫‪-0.6‬‬
‫‪-0.65‬‬
‫‪-0.7‬‬
‫‪-0.75‬‬
‫هارموني ک اول موج ثانويه در فرک انس ‪40‬هرتز (‪)db‬‬
‫نمودار ‪ :4‬ارتباط بين عمق نفوذ کربن و هارمونيک اول موج ثانويه در فرکانس‬
‫‪ 40‬هرتز‬
‫بحث و بررسي‬
‫استفاده ا تصاوير متالوگرافي‪ ,‬روش کيفي بسيار خوبي‬
‫براي مشاهده عمق کربوره شده مي باشد‪ .‬همانطور که در‬
‫شکل‪ 1‬مشاهده مي کنيد در اثر اچ کردن نمونه ها در‬
‫محلوو نيتاو ‪ %2‬و به علت اختالا در ترکيب شيميايي‬
‫(درصد کربن) که باعث تغييرات ساختاري نيز شده است‪,‬‬
‫سطح به مغز نمونه تغيير رنگ ديده مي شود‪ .‬در‬
‫ا‬
‫ناحيه ‪ ,1‬کربن کامال نفوذ کرده است و ناحيه ‪ 3‬مغز‬
‫نمونه مي باشد‪ .‬ناحيه ‪ 2‬منطقه تحت تاثير نفوذ کربن‬
‫مي باشد و درصد کربن آن ا درصد کربن مغز بيشتر و‬
‫ا درصد کربن سطح کمتر است‪ .‬وجود اين ناحيه نفوذي‬
‫تعيين دقيق عمق نفوذ کربن را مشکل مي نمايد‪.‬‬
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن‬
‫‪.....‬‬
‫با استفاده ا پروفيل سختي با دقت خوبي مي توان عمق‬
‫نفوذ کربن را تعيين نمود‪ .‬با توجه به نمودار‪ 1‬منطقه‬
‫نفوذ کربن با توجه به تغييرات سختي قابل تشخيص است‬
‫که روي نمودار نيز نشان داده شده است‪ .‬استفاده ا‬
‫پروفيل سختي روش کمي مورد قبوو و رايجي است اما ضعف‬
‫هايي نيز دارد‪ .‬ا آن جمله مي توان به صرا مان و‬
‫هزينه ياد براي رسم هر پروفيل اشاره کرد‪ .‬هم چنين‬
‫اگر بخواهيم براي افزايش دقت کار ا دو راستا پروفيل‬
‫گرفته شود به مان بيشتري نيا است‪ .‬بنابراين روشي‬
‫که بتواند دقت روش پروفيل سختي را داشته باشد و مان‬
‫کمتري صرا آ مايش شود‪ ,‬مي تواند به عنوان جايگزين آن‬
‫معرفي گردد‪ .‬در نمودار‪3‬و‪ 4‬ارتبا بين عمق نفوذ کربن‬
‫و ولتاژ اوليه ديده مي شود‪ .‬با استفاده ا رگرسيون‬
‫خطي و آناليز هارمونيک‪ ,‬به ترتيب ضريب تناسب‪ 0.88,‬و‬
‫‪ 0.73‬بدست آمد که نشان دهنده اطمينان قابل قبوو در‬
‫تعيين عمق نفوذ کربن و پيش بيني آن مي باشد‪.‬‬
‫بين عمق نفوذ کربن با‬
‫فرموو‪1‬و‪ 2‬به ترتيب ارتبا‬
‫ولتاژ اوليه يا هامونيک اوو موج ثانويه را در فرکانس‬
‫‪40‬هرتز نشان مي دهند‪.‬‬
‫‪y = 0.0128x - 37.148‬‬
‫(‪)1‬‬
‫‪y = 3.6049x + 2.5543‬‬
‫(‪)2‬‬
‫در فرموو ‪ 1‬و‪ y ,2‬عمق نفوذ کربن بر حسب ميلي متر و ‪x‬‬
‫در فرموو‪ ,1‬ولتاژ بدست آمده ا دستگاه بر حسب ميلي‬
‫ولت و در فرموو ‪ ,2‬هارمونيک اوو موج ثانويه مي باشد‪.‬‬
‫در جدوو‪2‬و‪ 3‬عمق نفوذ دو نمونه مجهوو که بوسيله فرموو‬
‫‪1‬و‪ 2‬تعيين شده است با نتايي بدست آمده ا پروفيل‬
‫سختي مقايسه گرديده است‪.‬‬
‫جدول‪:2‬محاسبه عمق نفوذ کربن با دو روش جريان گردابي و پروفيل سختي با‬
‫استفاده از فرمول‪1‬‬
‫خطا(درصد)‬
‫‪5.84615‬‬
‫‪14.8889‬‬
‫عمق نفوذ کربن‬
‫بدست آمده ا‬
‫پروفيل سختي‬
‫‪0.65‬‬
‫‪0.9‬‬
‫عمق نفوذ کربن‬
‫بدست آمده ا‬
‫فرموو ‪1‬‬
‫‪0.612‬‬
‫‪1.034‬‬
‫ولتاژ‬
‫بدست آمده‬
‫ا دستگاه‬
‫‪2950‬‬
‫‪2983‬‬
‫جدول‪:2‬محاسبه عمق نفوذ کربن با دو روش جريان گردابي و پروفيل سختي با‬
‫استفاده از فرمول‪2‬‬
‫خطا(درصد)‬
‫عمق نفوذ کربن‬
‫بدست آمده ا‬
‫پروفيل سختي‬
‫عمق نفوذ کربن‬
‫بدست آمده ا‬
‫فرموو ‪2‬‬
‫هارمونيک‬
‫بدست آمده‬
‫ا آناليز‬
‫‪39.8462‬‬
‫‪0.65‬‬
‫‪0.391‬‬
‫‪-0.6‬‬
‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
‫‪0.9‬‬
‫‪23.3333‬‬
‫‪1.11‬‬
‫‪-0.4‬‬
‫خطا محاسبه شده در جدوو‪2‬و‪ , 3‬بييانگر دقيت بياالي روش‬
‫غير مخرب جريان گردابي در تعيين عميق نفيوذ کيربن در‬
‫فرکانس ‪40‬هرتز مي باشد‪.‬‬
‫نتيجه گيري‬
‫‪ -1‬روش متالوگرافي روشي کيفيي در تعييين عميق نفيوذ‬
‫کربن مي باشد و سختي سنجي با توجه بيه دقتيي کيه‬
‫دارد اما مان يادي را صرا آ مون مي کند‪.‬‬
‫‪ -2‬با استفاده ا روش غير مخرب جرييان گردابيي عميق‬
‫نفوذ کربن محاسبه گرديد‪.‬‬
‫‪ -3‬با اسيتفاده ا آنياليز رگرسييون ارتبيا بسييار‬
‫خوبي)‪ (R2=0.88‬بين عمق نفوذ کيربن و ولتياژ اولييه‬
‫ديده شد‪.‬‬
‫‪ -4‬آناليز هارمونيک نيز ارتبا خوبي )‪ (R2=0.73‬بين عمق‬
‫نفوذ کربن و هارمونيک اوو موج ثانويه نشيان ميي‬
‫دهد که در مقايسه با آناليز رگرسيون دقيت کمتيري‬
‫دارد‪.‬‬
‫تشکر وقدرداني‬
‫نويسندگان مقاله ا مديريت محتر مجموعه سيا ي تيوس‪,‬‬
‫شرکت پيشتا قطعه سناباد و جناب آقاي مهندس رامش کيه‬
‫در تهيه نمونه هاي آ مايش ما را ياري داده اند‪ ,‬کماو‬
‫تشکر و قدرداني را دارند‪.‬‬
‫مراجع‬
‫‪Don E.Bray, Roderic K.Stanly, “Nondestructive Evaluation”, CRC, 1997‬‬
‫]‪[1‬‬
‫ترجمه ‪Donald J.Hagemair, “Fundamentals of Eddy Current Testing”, ASNT, 1990,‬‬
‫]‪[2‬‬
‫شركت تست"توليد آلياژ"‬
‫‪S. Konoplyuk et al. "Characterization of ductile cast iron by eddy current method",‬‬
‫]‪[3‬‬
‫‪NDT&E International, 2005‬‬
‫‪T. Uchimoto et al., “Eddy current evaluation of cast irons for material‬‬
‫]‪[4‬‬
‫‪characterization”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2003‬‬
‫‪J. Cech, “Measuring the mechanical properties of cast irons by NDT methods”, NDT‬‬
‫]‪[5‬‬
‫‪International April 1990‬‬
‫‪D. Mercier et al., “Eddy currents and hardness testing for evaluation of steel‬‬
‫‪decarburizing”, NDT&E International, 2006‬‬
‫]‪[6‬‬
.....
[7]
‫تعيين عمق موثر نفوذ کربن‬
S.H. Khan et al., “Pearlite determination in plain carbon steel by eddy current
method”, Journal of Materials Processing Technology, 2007
[8]
A.Martinez-de-Guerenu et al., “Nondestructive characterization of recovery and
recrystallization in cold rolled low carbon steel by magnetic hysteresis loops”,
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2007
[9]
K.V. Rajkumar et al., “Characterization of aging behaviour in M250 grade Maraging
steel using eddy current nondestructive methodology”, Materials Science and
Engineering A, 2006
[10]
M. ROSEN, “Eddy Current Analysis of Precipitation Kinetics in Aluminum Alloys”,
METALLURGICAL TRANSACTIONS A, 1989
[11]
M. NATAN et al., “Relationship between microstructure, hardness and electrical
conductivity of 2219 aluminium”, JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE, 1983
[12]
Dennis C.Kunerth et al. "Eddy Current Study of Solidification in Lead and Lead 20
Pct Tin", METALLORGICAL RANSACTIONS B, 1980
[13]
Jochen Vetterlein et al., "Eddy Current Testing at High Temperatures for Controlling
Heat TreatmentProcesses", International Symposium, Non-Destructive Testing in
Civil Engineering,2003
[14]
Klümper-Westkamp et al., “Non-destructive determination of the carbon content in
iron foils- A quality assurance of the gas carburising process”, International
Symposium, Non-Destructive Testing in Civil Engineering,2003
‫دومين همايش مشترک انجمن مهندسين متالورژي ايران و جامعه ريخته گران‬
Measurement of carbon diffusion depth in carburizing process using eddy
current testing
Mehrdad Kashefi1 , Meisam Sheikh Amiri2
Abstract
Carburizing process is one of the most important and common manufacturing processes
of industrial parts. The aim in this process is to increase the percent of carbon on the
surface of low carbon steels in order to reach the final required surface hardness. Carbon
diffusion depth is a key parameter and by measuring and controlling this depth, the
required mechanical properties could be attained.
There are several methods for measuring the carbon diffusion depth. Some of these
methods are, theoretical evaluation using diffusion equations, metallography, and
hardness measurement. In this research, the depth of diffusion was calculated using
metallography (color change after etching), hardness measurement (hardness profile) and
eddy current and the results were compared to each other. The results show that the eddy
current testing is a precise and accurate method. Due to lower cost and required
evaluation time of eddy current testing, this method is a promising replacement for the
conventional evaluation methods.
Keywords: carbon diffusion depth, hardness measurement, metallography, eddy current testing
1. Assistant Professor in Metallurgical and Material Engineering Department of Ferdowsi university of Mashhad
2. M.Sc student in Metallurgical and Material Engineering Department of Ferdowsi university of Mashhad.
E-Mail : meisam2542@yahoo.com