بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد آستنيتي نيمه پايدار حين فرآيند اصطكاكي همزني

كارشناسي ارشد

چكيده در اين تحقيق تأثير فرآيند اصطكاكي همزني بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد Fe-24Ni-0.3C و Fe-24Ni-0.2C بررسي‌شده است. براي اين منظور فرآيند اصطكاكي همزني بر روي ورق‌هايي به ضخامت mm 1 با استفاده از ابزار كاربيد تنگستن با سرعت چرخش ابزار 600 و rpm 950 و سرعت پيشروي 50 و 100 و mm/min 150 اعمال شده است. بررسي ريزساختار با استفاده از ميكروسكوپ پراش الكترون روبشي مجهز به آشكارساز (EBSD) و ميكروسكوپ نوري نشان داد كه در ناحيه‌ي همزني هر دو آلياژ به علت تبلور مجدد ديناميكي پيوسته دانه‌هاي فوق‌ريز تشكيل شده‌اند. در فولاد هاي مورد مطالعه بعد از اعمال فرآيند اصطكاكي همزني تغيير فاز آستنيت به مارتنزيت رخ نداده است. همچنين بررسي خواص مكانيكي آلياژ Fe-24Ni-0.3C نشان داد كه نمونه‌هاي كشش از ناحيه‌ي همزني دچار شكست شده‌اند و تنش تسليم نمونه‌هايي كه فرآيند همزني اصطكاكي بر روي آن‌ها اعمال‌شده است، افزايش پيداكرده ولي به علت اثر TRIP، استحكام شكست نمونه‌ها نسبت به فلز پايه كاهش‌يافته است. نمودار سختي نشان داد كه در فولاد Fe-24Ni-0.3C قبل از آزمون كشش سختي در ناحيه‌ي همزني افزايش مي‌يابد به طوري كه سختي از HV 135 در فلز پايه به HV 210 در نمونه ي FSP شده رسيده است، اين افزايش سختي با سرعت پيشروي ابزار رابطه‌ي مستقيم دارد ولي بعد از آزمون كشش به علت اثر TRIP، نتايج سختي معكوس مي‌شود. در فولاد Fe-24Ni-0.2C ريزساختار ناحيه‌ي همزني كاملاً آستنيتي شده است درحالي‌كه ريزساختار فلز پايه‌ي اين فولاد شامل آستنيت و مارتنزيت است. همچنين نمونه‌هاي كشش از ناحيه‌ي فلز پايه دچار شكست شده‌اند و بررسي خواص كششي با نمونه‌ي كشش دوم كه از ناحيه‌ي همزني گرفته‌شده بود نشان داد كه استحكام كششي به همراه انعطاف‌پذيري در نمونه‌هاي كششي كه از ناحيه‌ي همزني برش داده شده‌اند، نسبت به فلز پايه افزايش پيداكرده است. نتايج نمودار سختي براي فولاد Fe-24Ni-0.2C نشان داد كه سختي ناحيه‌ي همزني در نمونه‌هايي با سرعت چرخش ابزار rpm600، نسبت به فلز پايه بالاتر است به طوري كه سختي از HV 210 در فلز پايه به HV 275 در نمونه‌ي FSP شده رسيده است؛ درحالي‌كه سختي نمونه‌هايي كه سرعت چرخش ابزار rpm 950دارند، نسبت به فلز پايه پايين‌تر است و دليل اين اتفاق به اختلاف اندازه‌ي دانه‌ها در دو سرعت متفاوت چرخش ابزار مرتبط است. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري FSW، فولاد TRIP، EBSD، تبلور مجدد ديناميكي پيوسته، ريزساختار، خواص مكانيكي

191373

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ايواني

شناسايي و انتخاب مواد

دكتر محمد تقي صالحي - دكتر حميدرضا جعفريان