ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن آستنیتی پرنیتروژن عاری از نیکل و منگنز
[پایاننامه]
/رقیه محمدزاده
: مهندسی موا د
، ۱۳۹۳
۱۸۰ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
دکتری
مهندسی مواد
۱۳۹۳/۰۴/۰۰
صنعتی سهند
در تحقیق حاضر ابتدا ورقهای نازک از جنس فولاد زنگ نزن آستنیتی عاری از نیکل و منگنز به روش نیتروژندهی محلولی تولید شدند و سپس ریزساختار و خواص مکانیکی آنها مورد بررسی قرار گرفت .برای این منظورفولاد فریتی با ترکیب شیمیایی Fe-۲۳Cr-۲.۴Moطراحی شد .فولادسازی در کوره القایی تحت محافظت گاز آرگون و تصفیه توسط فرآیند ذوب مجدد تحت سرباره الکتریکی انجام شد .شمش تولیدی پس از همگن سازی در دمای ۱۱۰۰ درجه به مدت ۴۸ ساعت طی نه مرحله نورد به صفحاتی با ضخامت ۲ میلیمتر تبدیل شد .ورقهای حاصل در دمای ۱۲۰۰درجه تحت اتمسفر گاز نیتروژن خالص با فشار ۲/۵ بار به مدت زمانهای مختلف ۱ ،۳ ،۶ ،۹ ،۱۲ ، ۱۳ و ۱۸ ساعت نیتروژندهی محلولی شدند .بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپهای نوری، الکترونی روبشی، الکترونی عبوری و پراش الکترونهای برگشتی (EBSD) انجام گرفت و فازهای تشکیل شده در ریزساختار هر یک از نمونهها توسط آزمایش پراش اشعه ایکس مطالعه شد. خواص مکانیکی نمونهها با استفاده از آزمونهای سختی سنجی و کشش در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت .نتایج حاصل از بررسیهای ریزساختاری نشان دادند که در اثر نیتروژندهی محلولی و جذب نیتروژن، فاز فریت به آستنیت تبدیل می شود .این استحاله از سطح نمونه شروع شده و با افزایش زمان به سمت مرکز ورق پیشروی میکند .پس از تبدیل کل ساختار فریتی به آستنیتی، بر خلاف پیشگویی نرم افزار Thermo-Calc با افزایش بیشتر زمان نیتروژندهی، رسوبات نیترید کروم نوع Cr۲Nابتدا در نواحی نزدیک سطح و سپس در کل ساختار آستنیتی تشکیل میشوند .بررسیهای ریزساختاری نشان دادند که رسوبات Cr۲N ساختار منظم داشته و به صورت نواری و با مکانیزم سلولی یا ناپیوسته رشد میکنند .با مطالعه الگوهای پراش منطقهای حاصل از نمونهها، ارتباط جهت گیری بین رسوبات نیترید کروم و زمینه آستنیتی به صورت (۱۱۱) // (۰۰۲)Cr۲N, [۱۱ ۰] // [۱۱ ۰]Cr۲N تعیین شد .مطالعات EBSD نشان دادند که ارتباط بلوری بین فاز آستنیت و فریت از نوع Kurdjumov-Sachs - یا Bain بوده و بین آستنیت استحاله یافته و نیافته هیچ ارتباط بلوری وجود ندارد .همچنین مشاهده شد که بر خلاف رسوب گذاری ناپیوسته متداول، تشکیل رسوبهای نیترید کروم از مکانیزم جدیدی پیروی می کند .نتایج حاصل از بررسیهای خواص کششی نشان دادند که با افزایش زمان نیتروژندهی، استحکام تسلیم فولاد افزایش مییابد (MPa۹۰۰) و نمونه ای که در آن ۹۰ درصد ساختار اولیه فریتی به آستنیت تبدیل شده بود بیشترین استحکام کششی (MPa۱۰۰۰) و درصد ازدیاد طول (۳۰ درصد (را نشان داد .همچنین هیچ یک از نمونههای نیتریده شده پدیده گلویی شدن از خود نشان ندادند، ضمن اینکه در نمونه نیتریده شده نوع شکست از نرم به ترد مرزدانهای تبدیل میشود .مشاهدات TEM از ریزساختار نابجاییها نشان دادند که آرایش صفحهای شکل نابجاییها و تجمع آنها در پشت مرزدانهها نقش اساسی در شکست ترد فولاد آستنیتی عاری از نیکل و منگنز Fe-۲۳Cr-۲.۴Mo-۱.۲N دارد .برای اجتناب از اثرات نامطلوب رشد دانه، اندازه دانههای ریزساختار آستنیتی حاصل با انجام عملیات حرارتی دو مرحلهای از ۱۰۰ میکرومتر به ۲۰ میکرومتر کاهش یافت .با ریز کردن دانههای فولاد آستنیتی پرنیتروژن، علیرغم عدم تغییر عمده در مکانیزم و ساختار نابجاییها بعد از تغییر شکل پلاستیک، استحکام تسلیم و کششی بیشتر شده و چقرمگی و درصد ازدیاد طول شکست تا دو برابر افزایش نشان داد
ریزدانه کردن
آرایش صفحه ای نابجایی ها
شکست ترد مرزدانهای
ارتباط بلوری
رسوب گذاری ناپیوسته
نیتروژن دهی محلولی
فولاد زنگ نزن آستنیتی عاری از نیکل
محمدزاده، رقیه
اکبری، علیرضا، استاد راهنما
ایران
20230909
مواد،۷۰۳۲۶،۱۳۹۲
زنگنم و لکین زا یراع نژورتینرپ یتینتسآ نزن گنز دلاوف یکیناکم صاوخ و راتخاسزیر.pdf