بررسي ريزساختار و سينيتيك عمليات آستمپرينگ در آلياژ فولاد حاوي 5 درصد وزني آلومينيم

كارشناسي ارشد

در سال¬هاي اخير و با اهتمامي كه نسبت به كاهش وزن و بهبود كارآيي در صنايعي چون خودروسازي وجود دارد، تمايل به توسعه¬ي فولادهاي بينيتي بدون كاربيد با استحكام بالا يا بسيار بالا بيشتر شده است. فولاهاي پركربن و پرسيليسيم سوپربينيتي يك رده از اين نوع فولادها هستند. اين فولادها داراي ريزساختاري دو جزئي شامل فريتِ بينيتي و آستنيت باقي¬مانده هستند. عمليات حرارتي اين فولادها شامل آستنيته كردن، نگه¬داري تك¬دماي طولاني مدت در دماهاي نزديك به دماي Ms و در نهايت كوئنچ در هوا است. در عين حال محدوديت¬هاي فراواني براي رسيدن به ريزساختارِ مطلوب همچون زمان¬بر بودنِ دگرگوني و استفاده از عناصرِ آلياژيِ گران قيمت وجود دارد. در اين پژوهش به بررسي تاثير افزودن آلومينيم به مقدار 5 درصد وزني، زماني كه مقدار كمي از كبالت به عنوان يك عنصر آلياژي گران قيمت حضور دارد پرداخته شد. در اين مطالعه فولادي با تركيب C wt% 96/0- Si wt% 80/1- Mn wt% 83/1- Cr wt% 1- Mo wt% 38/0-Co wt% 274/0-Al wt% 5 طراحي و تهيه شد. پس از ريخته¬گري، عمليات آنيل كامل بر روي نمونه¬ها در دماي تقريبي ℃1200و به مدت 120 دقيقه انجام شد. براي انجام عمليات حرارتيِ آستمپرينگِ مناسب، دماي آستنيته به روش تجربي مشخص شد و پس از آستنيته كردن، نمونه¬ها در دو دماي ℃250 و ℃300 در زمان¬هاي متفاوت تحت دگرگوني قرار گرفتند و سپس در هوا خنك شدند. متالوگرافي نمونه¬ها با ميكروسكوپ نوري، الكتروني روبشي نشر ميدان و بررسي¬هاي فازي با روش پراش پرتو ايكس صورت گرفت. نمونه¬هاي عمليات حرارتي شده سختي سنجي شدند و رفتار آن¬ها مورد بررسي قرار گرفت. پس از آستنيته كردن در دماهاي مختلف و كوئنچ، مشخص شد كه آلياژ تنها داخل دماي ℃1150 در منطقه¬ي تك¬فاز آستنيت قرار مي¬گيرد همچنين نتايج حاصل از متالوگرافي نشان داد بسته به دماي دگرگوني، ريزساختارهايي با اجزاء نانومتري به دست مي¬آيد؛ به طوري¬كه پس از دگرگوني در دماي ℃250 صفحات فريت بينيتي با ضخامتي در حدود nm40 و در دماي ℃300 صفحات فريت بينيتي با ضخامتي در حدود nm70 مشاهده شد. سختي نزديك به HV634 پس از دگرگوني در دماي ℃250 به مدت 16 ساعت به دست آمد. در دماي ℃300 پس از 8 ساعت، سختي نزديك به HV563 گزارش شد. با بررسي و مقايسه¬¬ي تصاوير متالوگرافي و مقاديرِ سختي اين نتيجه حاصل شد كه افزودن 5 درصد وزني آلومينيم بر اصلاحِ ضخامت صفحات فريت بينيتي موثر است.

196367

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر سيد محمد علي بوترابي، حسن ثقفيان لاريجاني