تاثیر پایداری مکانیکی آستنیت بر خواص مکانیکی فولادهای بینیتی نانوساختار
[پایاننامه]
/بهزاد آویشن
: دانشکده مهندسی مواد
، ۱۳۹۲
۱۴۸ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
دکتری
مهندسی مواد
دانشگاه صنعتی سهند
شناسایی پارامترهایی که به طور مستقیم و یا غیرمستقیم استحکام و انعطاف پذیری را در فولادهای بینیتی نانوساختار دما پایین تحت تاثیر قرار میدهند از اهمیت بسزایی برخوردار است .به طور قطع وقوع پدیده TRIP در این دسته از فولادها، که طی آن آستنیت پرکربن موجود در یزساختار در حین اعمال تغییر شکل به مارتنزیت تبدیل میگردد، ویژگیهای فوق را تحت تاثیر قرار خواهد داد .از طرفی، با توجه به تاثیرگذاری پایداری مکانیکی آستنیت پرکربن موجود در اطراف تیغهها و دستههای بینیتی بر وقوع پدیدهTRIP ، مطالعه و شناسایی عوامل مهم تاثیرگذار بر آن در جهت نیل به ترکیب بهینهای از خواص مکانیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است .لذا در تحقیق حاضر، امکان بهبود پایداری مکانیکی آستنیت و درنتیجه رسیدن به انعطافپذیری بیشتر بدون کاهش استحکام و ایجاد تغییرات عمده در ریزساختار در فولادهای بینیتی نانوساختار دما پایین مورد مطالعه قرار گرفته است .برای این منظور، فولاد ۱با ترکیب شیمیایی مشابه با تحقیقات گذشته و فولاد ۲ که توسط مدل ترمودینامیکی MUCG۸۳ و با مقادیر متفاوتی از عناصر آلیاژی Mn ، Ni و V طراحی شده بودند در کورههای القایی تحت محافظت گاز آرگون ریختهگری شده و پس از تصفیه الکتریکی و نورد، در سه دمای مختلف ۳۰۰ ، ۲۵۰ و ۲۰۰ C تحت عملیات حرارتی همدمای بینیتی قرار گرفتند .مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپهای نوری، الکترونی روبشی و الکترونی عبوری انجام و مقادیر فازهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی هرکدام توسط آزمایش پراش پرتو ایکس اندازهگیری شد .همچنین پس از بررسی خواص مکانیکی اولیه شامل چقرمگی ضربه، سختی و خواص استحکامی، از آزمایش کشش مرحلهای برای بررسی پایداری مکانیکی آستنیت در هرکدام از فولادها استفاده گردید .نتایج نشان میدهند که دستیابی به ریزساختاری مشابه و با ابعاد نانومتری در هردو فولاد میسر میباشد .تیغههای بینیتی با ضخامتی در حدود۷۰ ، ۵۰ و nm ۳۹ در فولاد ۱و۶۷ ، ۵۳ و nm ۳۵ در فولاد۲، به ترتیب در هرکدام از دماهای سه گانه عملیات حرارتی فوق، دستیابی به استحکام بالا در حدود ۱۶۰۰ تا MPa ۲۲۰۰ را مقدور ساخته است .همچنین مشخص گردیده است که جایگزینی جزئی Mn با Ni از طریق کنترل نیروی محرکه تبدیل آستنیت به مارتنزیت، کاهش اندازه دانههای آستنیت اولیه از طریق افزودنV ، کاهش اندازه و کسر حجمی آستنیت بلوکی موجود در ریزساختار و جایگزینی آن با آستنیت فیلمی شکل و همچنین کنترل استحکام زمینه سبب شده است تا بتوان با بهبود پایداری مکانیکی آستنیت به پدیده TRIP موثرتری دست پیدا کرد .لذا این امکان به وجود آمده است تا بتوان بدون تغییر عمده در مشخصات ریزساختاری، انعطافپذیری فولاد ۲ را به ترتیب به میزان ۲۰، ۲۶ و ۴۲ نسبت به فولاد۱، در هرکدام از دماهای عملیات حرارتی فوق افزایش داد .این در حالی است که نه تنها هیچ گونه کاهشی در خواص استحکامی مشاهده نمیشود بلکه در مواردی مقدار آن افزایش نیز داشته است