بررسي تاثير مقدار جوانه زا بر ريزساختار و خواص كششي فولادهاي آستنيتي

كارشناسي ارشد

ريزدانه سازي به منظور دست يابي به خواص بهينه اي از استحكام، چقرمگي و شكل پذيري در آلياژهاي مختلف به كار گرفته مي شود. با اين حال در فولادها با توجه به دماي بالا و ساختارهاي حين انجماد متفاوت، فرآيند ريزدانه سازي با اعمال روش هاي عمليات حرارتي نمي تواند به طور موثري براي فولادهاي تك فاز آستنيتي از جمله فولادهاي هادفيلد به كار گرفته شود. ديگر روش هاي جوانه زني مانند روش هاي ترمومكانيكي، انرژي، هزينه، پيچيدگي هاي طراحي و پيامدهاي زيست محيطي بيشتري به همراه دارند. از اين رو امروزه از جوانه زني شيميايي به ويژه جوانه زاهاي پايه RE به عنوان بهترين روش براي بهبود خواص as-cast فولادها ياد مي شود. به اين منظور در اين پروژه جوانه زاهاي شيميايي مبتني بر REM (Rare Earth Metals) و به طور خاص CeO2 و Hf به صورت as-cast و با مقادير 0 ، 0.05 و 0.1 درصد وزني CeO2 و همچنين 0 و 0.05 درصد وزني Hf به يك فولاد ريختگي منگنزي آستنيتي هادفيلد، افزوده شد. نتايج نشان از تاثير مقدار جوانه زا بر اندازه ي دانه هاي آستنيت محاسبه شده بر اساس ASTM E112 دارد. نمونه هاي حاوي CeO2 منجر به كاهش نسبي اندازه دانه تا مقدار بيشينه ي 6.38% در نمونه ي حاوي 0.1wt.%CeO2 نسبت به نمونه ي پايه شد. از طرفي جدايش و ميكروحفرات انقباضي در نمونه هاي حاوي افزودني هاي جوانه زا كاهش يافت. علاوه بر اين كاهش فاصله ي بين لايه اي پرليت در نمونه هاي حاوي افزودني هاي CeO2 و Hf نسبت به نمونه ي پايه به مقدار حداكثر 42.80% در نمونه ي 3 حاصل شد. مقادير ماكرو و ميكروسختي سنجي انجام شده نيز نشان از افزايش سختي اين فولادها علي رغم تغيير اندك خواص مكانيكي با توجه به حضور كاربيدهاي (Fe,Mn)3C در مرزدانه هاي آستنيت، داشت. تغييرات مقدار ماكروسختي در فولادهاي جوانه زني شده نسبت به فولاد پايه شاهد افزايش 80.95 درصدي در حالت as-cast است. اين فاكتور در حالت عمليات حرارتي افزايش به ترتيب 6.80% و 13.19% را براي نمونه هاي 3 و 4 در برداشت.، كه اين شاخصه ها با توجه به لزوم دارا بودن خواص بالاي ضد سايش در اين فولادها به شكل ويژه تري حائز اهميت است.

210509

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد-شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر سيد محمد علي بوترابي