۲۱۴۳۸پ
per
بررسی تجربی اعمال ضربات فرکانس بالای اولتراسونیک به فولاد ضدزنگ آستنیتی ۳۰۴ در داخل نیتروژن مایع به‌منظور نانوکریستاله کردن سطح فولاد
Experimental Evaluation of the effect of High frequency Ultrasonic impacts to the austenite stainless steel ۳۰۴ inside Liquid Nitrogen In order to steel surface nanocrystalization
/فرزین سلامی
: فنی مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۷
، میرزائی
۱۲۲ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
ساخت و تولید
۱۳۹۷/۰۶/۱۹
تبریز
فولادهای ضدزنگ آستنیتی سری ۳۰۰ در صنایع شیمیایی و غذایی بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرند و دلیل آن مقاومت به خوردگی بسیار خوب این نوع فولاد در شرایط مختلف دمایی است .با این حال به دلیل مقاومت مکانیکی و سختی نسبتا پایین این نوع فولادها، کاربرد آن‌ها بسیار محدود شده است و نمی‌توان از آن‌صها در جاهایی که به استحکام بالایی از ماده نیاز است استفاده کرد .از طرفی، به دلیل ترکیب شیمیایی خاص این فولاد، قابلیت سخت‌صکاری آن با روش‌صهای معمول عملیات حرارتی وجود ندارد و فقط توسط انجام کار سرد و ریزدانه کردن، می‌صتوان، استحکام و سختی‌ص آن را افزایش داد .با توجه به اینکه بهبود خواص سطحی در یک ماده موجب بهبود خواص کلی آن‌صها می‌صشود، در تحقیق حاضر سعی شده است، با انجام عملیات ضربه‌صزنی اولتراسونیک در سطح فولاد، اقدام به ریزدانه کردن آن گردد .همچنین با نظر بر اینکه کاهش دمای کار سرد روی فولادهای آستنیتی شرایط تشکیل مارتنزیت ناشی از تغییر شکل را تسهیل می‌صکند، تصمیم گرفته شد تا این عملیات در دماهای زیر صفر درجه انجام شود .طراحی آزمایش‌صها به روش سطح پاسخ منحنی و با شیوهBehnken - Boxانجام گرفت و سپس عملیات ضربه‌صزنی اولتراسونیک با توجه به پارامترصهای دما،زمان و توان ارتعاشات اعمالی انجام گرفت و آزمون‌صهای میکروسختی سنجی،XRD ، متالوگرافی و EDX روی نمونه‌صهای آزمایش انجام شد .با نتایج به‌دست‌آمده مشخص شد که پارامتر دما تأثیر قابل‌توجهی در مقدار سختی به‌دست‌آمده و درصد مارتنزیت ناشی از تغییر شکل ایجادشده در سطح، دارد .می‌صتوان گفت که کاهش دما، موجب افزایش سختی و افزایش درصد مارتنزیت در سطح نمونه‌صها می‌صشود .همچنین نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که افزایش زمان و توان ارتعاشات اعمالی نیز موجب افزایش سختی و درصد مارتنزیت سطح ماده می‌صشود اما تأثیر پارامتر زمان و توان، نسبت به تأثیر دمای عملیات، به‌مراتب کمتر است .نتایج آزمون EDX نشان داد که انجام عملیات ضربه‌صزنی اولتراسونیک در داخل نیتروژن مایع سبب نفوذ اتم‌صهای نیتروژن در سطح فولاد شده و سبب افزایش بیشتر سختی می‌صگردد .همچنین نتایج XRD از نمونه‌صهای بررسی‌شده نشان داد که با استفاده هم‌صزمان از ضربات ارتعاشات اولتراسونیک و دماهای زیر صفر، می‌صتوان به ساختاری نانوکریستال در فولاد مذبور دست یافت
The austenitic stainless steels 300 series is widely used in chemical and food industries, due to its excellent resistance to corrosion, at various temperature conditions. However, due to the low mechanical properties of these types of steels, use of them in engineering applications is limited and we can not use them in situatios that material with high strength is needed. On the other hand, due to the chemical composition of these steels, they can not be hardened with conventional heat treatment methods. Nowdays by cold work processes such as ultrasonic peening it is possible to grain refinement and improvement of mechanical properties of these alloys. In fact, improvement of surface properties leads to increase whole material quality, In the present study, we tried to grain-refinment of the surface of the stainless steel 304 by ultrasonic impact treatment method. It is true that, reducing the cold working process temperature austenitic stainless steels, facilitates the formation of the strain (that called strain induced martensite), so in this thesis, the ultrasonic impact process was carried out at cryogenic temperatures. The design of the experiments was carried out using the Box-Behnken response surface method. Then, microhardness, XRD, metallography and EDX experiments were performed to understanding the effect of temperature, time and ultrasonic power treatment on the results. Finally, according to the experimental results, it was found that the time has the significant effect on the steel hardness and percentage of the strain induced martensite; in fact by reducing process temperature, hardness and percentage of strain induced martensite that formed formed at the surface will increase. Also, the results showed that, increasing the process time and ultrasonic power will increase the amount of martensite in steel and material harding number. But the effect of temperature is much more than time and ultrasonic power. The results of the EDX test showed that, by using the ultrasonic impact treatment operations on stainless steel in the liquid nitrogen, nitrogen atoms penetrate the surface and Cause a further increase in hardness of stainless steel surface. Also, the XRD results indicate that, the nanocrystalline structure in the steel could be obtained by performing the ultrasonic impact treatment operation at cryogenic temperatures
Experimental Evaluation of the effect of High frequency Ultrasonic impacts to the austenite stainless steel ۳۰۴ inside Liquid Nitrogen In order to steel surface nanocrystalization
سلامی، فرزین
Salami, Farzin
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
