عنوان

بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد کربن متوسط بینیتی تحت عملیات آستمپر چند مرحله‌ای

IR

۴۳۳۶پ

فارسی

IR

بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد کربن متوسط بینیتی تحت عملیات آستمپر چند مرحله‌ای

[پایان‌نامه]

Study of microstructure and mechanical properties of medium carbon bainitic steels in multi-step astempere heat treatment

/مهدی حسین‌زاده خانمیری

: مهندسی مواد

، ۱۴۰۰

۹۰ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد- شناسایی و انتخاب مواد فلزی

۱۴۰۰/۰۵/۰۱

صنعتی سهند

امروزه فولادهای نانوساختار بینیتی به دلیل خواص مکانیکی ویژه، از جمله استحکام، سختی بالا، چقرمگی قابل قبول و همچنین هزینه‌های تولید نسبتا پایین مورد توجه قرار گرفته‌اند .در این فولادها برای افزایش بازده و بهبود خواص مکانیکی، ظریف کردن ریزساختار با استفاده از عملیات حرارتی حائز اهمیت است .بنابراین مشکل اصلی برای صنعتی شدن این نوع فولادها مدت زمان طولانی استحاله هم‌دمای بینیتی است که به موجب آن، زمان و هزینه‌های تولید افزایش می‌یابد .در این پژوهش برای کاهش زمان تولید و تسریع استحاله هم‌دمای بینیتی از فولاد کربن متوسط بجای فولاد پرکربن، و برای جلوگیری از رشد صفحات ضخیم از عملیات آستمپر چند مرحله‌ای استفاده شده‌است .در پروژه حاضر تاثیر عملیات حرارتی آستمپر چند مرحله‌ای جهت بهبود خواص مکانیکی و ظریف کردن ریز ساختار مورد بررسی قرار گرفت .بدین منظور ابتدا فولاد مورد نظر با مدل ترمودینامیکی طراحی و سپس با کوره القایی ریخته‌گری و تحت عملیات ERSقرار گرفت .جهت اطمینان از ترکیب شیمیایی، آزمون کوانتومتری به عمل آمد .جهت تعیین دماهای آستنیته کردن، آستمپر تک، دو و سه مرحله‌ای و همچنین دماهای ، M_s B_s از آزمون دیلاتومتری استفاده گردید .سپس با توجه به نتایج دیلاتومتری و سیکل‌های سینتیکی، سیکل‌های عملیات حرارتی آستمپر چند مرحله‌ای طراحی شدند .جهت بررسی ریزساختار از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشیSEM) -(FEاستفاده شد و برای اندازه‌گیری مقدار آستنیت باقیمانده و پارامتر شبکه آن، نمونه‌ها تحت آزمون XRD قرار گرفتند .در نهایت جهت بررسی خواص مکانیکی آزمون سختی سنجی، ضربه، کشش به عمل آمد .با توجه به نتایج بدست آمده در سیکل عملیات حرارتی دو مرحله‌ای با دمای آستمپر اول ۳۰۰ به مدت ۱۶ دقیقه و دمای آستمپر دوم ۲۰۵ به مدت ۳۶ ساعت، بالاترین استحکام کششی، MPa ۱۷۵۰ و بالاترین انرژی ضربه،J ۴۸ بدست آمده است که دلیل آن کاهش ضخامت تیغه‌های فریت بینیتی و جایگزینی آستنیت فیلمی شکل به جای آستنیت بلوکی شکل در ریزساختار است .مقدار آستنیت باقیمانده در این سیکل عملیات حرارتی برابر با ۱۴ درصد است .همچنین در سیکل عملیات حرارتی سه مرحله‌ای نازک‌ترین لایه‌های فریت بینیتی با ضخامت ▒۹۴۱ نانومتر بدست آمده است که نشان دهنده دستیابی به ساختار نانومتری می-باشد .

9 nm have been obtained, which indicates the achievement of a nano-scale structure.▒Nowdays, bainitic nanostructured steels have received considerable attention due to their special mechanical properties, such as strength, high hardness, good toughness, as well as relatively low production costs. To increase the efficiency and improve the mechanical properties, it is important to refine the microstructure by using heat treatment. Therefore, the main problem for the industrialization of these types of steels is the long duration of bainite isothermal transformation, which cause lots of production time and costs. In this study, in order to reduce the production time and accelerate the isothermal transformation, medium carbon steel was selected instead of high carbon steel, and to prevent the growth of thick plates, multi-step austempering heat treatment has been operated. In the present project, the effect of multi-step austempering heat treatment was investigated to improve mechanical properties and refine microstructure. For this purpose, after designing by thermodynamic model, casting and ERS operation were performed. Quantumetry tests were performed to ensure the chemical composition. Dilatometric test was used to determine the austenitizing temperatures of single, second and third-stage austempering as well as temperatures of Ms and Bs. By dilatometric results and kinetic cycles, astempering heat treatment cycles were designed in several stages. To examine the microstructure, optical microscope and Field Emission Scanning Electron Microscopes (FE-SEM) images were used and to measure the amount of residual austenite and its lattice parameter the samples were subjected to XRD tests. Hardness, impact and tensile tests were performed to investigate the mechanical properties. According to the results obtained in the two-step heat treatment cycle(2st205) with the temperature of the first austempering 300 for 16 minutes and the temperature of the second austempering 205 for 36 hours, the highest tensile strength, 1750 MPa and the highest impact energy, 48J was obtained. Above results were get due to the reduction in thickness of bainite ferrite sheaves and the replacement of filmy shape austenite instead of blocky shape austenite in the microstructure. The amount of retained austenite in this heat treatment cycle is equal to 14 . Also, in the three-stage heat treatment cycle (3st260-200), the finest layers of bainitic ferrite with a thickness of 41

ba

Study of microstructure and mechanical properties of medium carbon bainitic steels in multi-step astempere heat treatment

فولادهای بینیتی کربن متوسط

فریت بینیتی

آستمپر چند مرحله‌ای

آستنیت بلوکی شکل

آستنیت فیلمی شکل

سینتیک استحاله

خواص مکانیکی

Bainitic steels, Nanobainite, High stregth steels, Multi step austempering, Blocky shape austenite, Filmy shape austenite, Mechanical properties

فولادهای بینیتی کربن متوسط، فریت بینیتی، آستمپر چند مرحله‌ای، آستنیت بلوکی شکل، آستنیت فیلمی شکل، سینتیک استحاله، خواص مکانیکی

حسین‌زاده خانمیری، مهدی

یزدانی، ساسان، استاد راهنما

موسالو، حمید، استاد مشاور

آویشن، بهزاد، استاد مشاور

ایران

20230913

مواد ،۷۰۶۶۸ ،۱۴۰۰

ی‌اه‌لحرم‍ دنچ‍ رپمتسآ ت‌ایلمع‍ ت‌حت‍ ی‌تینیب‍ طسوتم‍ ن‌برک‍ دلاوف‍ ی‌کیناکم‍ ص‌اوخ‍ و راتخاس‍ زیر ی‌سررب‍.pdf

عادی

عادی

010.pdf

p70668.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۳۳۶

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y