بهبود خواص مکانیکی فولاد فریتی از طریق استحکامبخشی با نانو رسوبها
[پایاننامه]
/سیدغفار هاشمی جیردهی
: مهندسی مواد
، ۱۳۹۶
۱۵۸ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
دکتری
مهندسی مواد
۱۳۹۶/۱۱/۰۰
صنعتی سهند
توسعه نسل جدید فولادهای پیشرفته استحکام بالا به عنوان ماده اولیه صنعت امروز نیازمند ترکیب منحصربهفردی از عناصر آلیاژی و ریزساختار برای دستیابی به استحکام بسیار بالا و قابلیت شکلپذیری عالی است .هدف اصلی این پروژه توسعه فولادی فوق مستحکم با شکلپذیری بالا از طریق سازوکارهای ریز کردن دانهها، توزیع رسوبهای نانومتری و استحکامبخشی کامپوزیتی است .فولاد کمکربن حاوی وانادیم قابلیت ایجاد چگالی بالایی از رسوبهای نانومتری ناشی از رسوبگذاری بین فازی درزمینه فریتی را دارد لذا به عنوان فولاد مرجع انتخاب شد .ابتدا عملیات حرارتی رسوبگذاری همدما برای فولادهای کمکربن حاوی وانادیم، وانادیم- مولیبدن، وانادیم- نیوبیم و وانادیم- مولیبدن- نیوبیم انجام شد .بعد از تعیین ترکیب مناسب و پارامترهای بهینه عملیات حرارتی همدما، فرآیند ترمومکانیکی شامل تغییر شکل شدید نوردی( در دمای ۵۵۰ درجه با کاهش ضخامت ۷۵ در یک مرحله و نرخ کرنش۱-S ۱) و آنیل بین بحرانی در دمای ۷۷۰ به مدت ۶۰۰ ثانیه، اعمال شد .روند تحولات ریزساختاری و تغییرات خواص مکانیکی نمونهها با استفاده از میکروسکوپهای نوری، الکترونی روبشی و عبوری، آزمون نانو سختی سنجی، آزمون کشش و ریزسختیسنجی مورد بررسی قرار گرفت .نتایج نشان میدهد که فولاد حاوی وانادیم، مولیبدن و نیوبیم پس از عملیات حرارتی همدما در۶۵۰ درجه برای ۹۰۰ ثانیه، بیشترین افزایش استحکام رسوبی به میزان MPa ۴۰۰ را ارائه میدهد .این فولاد دارای ساختار فریتی استحکام یافته با چگالی بالایی از رسوبهای نانومتری بین فازی است .حضور همزمان نیوبیم و مولیبدن در فولاد حاوی وانادیم منجر به کاهش سرعت مهاجرت فصل مشترک آستنیت /فریت، افزایش انحراف جهتگیری آستنیت /فریت از رابطه جهتگیری K-S و افزایش انرژی فصل مشترک شده و درنتیجه با افزایش جدایش دینامیکی وانادیم در فصل مشترک آستنیت به فریت شرایط مناسبی را برای رسوبگذاری بین فازی ایجاد میکند .با انجام نورد گرم شدید روی فولاد فریتی حاصل از عملیات حرارتی همدما، ساختار سوپرفریتی( ساختار فریتی فوق ریزدانه که با سلولهای نابجایی و رسوبها نانومتری استحکام یافته است) ایجاد شد .سپس با انجام آنیل بین بحرانی ساختار دوفازی سوپرفریت /مارتنزیت شامل ۷۰ سوپرفریت با متوسط اندازه دانه m۰/۹ و ۳۰ مارتنزیت با متوسط اندازه بلوکهای مارتنزیتی m۰/۷ به دست آمد .ساختار سوپرفریتی به سبب حضور رسوبها نانومتری و سلولهای نابجاییهای فراوان در آن مکانهای مناسبی را برای جوانهزنی آستنیت فراهم میآورد که سبب توزیع یکنواخت بلوکهای مارتنزیتی خیلی ریز در زمینه فریت میشود .همچنین بافتی نهچندان قوی( شامل رشته و رشته) در فولاد دوفازی سوپرفریتی به وجود میآید .استحکام تسلیم، استحکام کششی و میزان درصد ازدیاد طول برای فولاد دوفازی سوپرفریتی فرآوری شده به ترتیب MPa ۹۴۵، MPa ۱۴۰۰ و ۲۳ به دست آمد .این فولاد به سبب توزیع یکنواخت چگالی بالایی از رسوبها نانومتری بین فازی و بلوکهای مارتنزیتی خیلی ریز در زمینه فریتی خواص کششی مطلوبی ارائه میدهد