عنوان

بررسی تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی کوئنچ - بخش بندی (Q-P) بر ریزساختار و خواص مکانیکی یک فولاد استحکام بالای حاوی میکروآلیاژ Ti

شماره

پ۲۵۷۹۵

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی کوئنچ - بخش بندی (Q-P) بر ریزساختار و خواص مکانیکی یک فولاد استحکام بالای حاوی میکروآلیاژ Ti

نام نخستين پديدآور

علی الماسی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۲۳ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی مواد و متالوژی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۰۹/۲۰

متن يادداشت

فولاد های کوئنچ – بخش‌بندی شده (Q-P)، نسل جدیدی از سری فولاد های پیشرفته با استحکام بالا هستند که به دلیل دارا بودن تركيب مناسبي از استحکام و شکل پذیری بالا می‌توان آن‌ها را در ضخامت‌های پایین بدون کاهش در استاندارد‌های ایمنی مورد استفاده قرار داد. هدف از اجرای پژوهش حاضر، بررسی تاثیر دما و زمان عملیات حرارتی P-Q بر ریزساختار و خواص مکانیکی يك ورق فولادي با ترکیب شیمیایی %Al054/0–%Si 5/1 –%Mn 2/2 –%C 21/0– Fe جهت حصول خواص مکانیکی مطلوب است. آلیاژ مذکور در یک کوره ذوب القایی تحت خلاء در دماي °C‌1650 ذوب و ریخته‌گری شد و سپس تحت عملیات همگن سازی در دماي °C‌1200 به مدت سه ساعت، قرار گرفت. شمش همگن سازی شده نخست تحت عملیات نورد گرم و سپس نورد سرد جهت رسیدن به ورقی با ضخامت تقریبی به ترتيب 4 و mm 5/1 قرار گرفت. عمليات حرارتي Q-P بر روي نمونه هاي كشش به ضخامت mm 5/1 جهت بهينه سازي دماي بخش بندي، زمان بخش بندي، دماي كوئنچ و دماي آستنيته كردن انجام شد. ریزساختار، آنالیز فازی و خواص مکانیکی ورق تحت عملیات حرارتی P-Q در شرایط مختلف از نظر دما، زمان و مقايسه با ساير روش هاي عمليات حرارتي استحكام بخشي بررسی شد. نمونه ها از نظر ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و از لحاظ آنالیز فازی با استفاده از روش XRD مورد بررسی قرار گرفتند. خواص مکانیکی نمونه ها با استفاده از آزمایش های ریزسختی سنجی، کشش تک محوری استاتیکی و دینامیکی و آزمون شکل پذیری آن ها توسط آزمون اریکسون مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مقادیر استحکام کششی نهایی، استحکام تسلیم، افزایش طول نهایی، سختی و شکل پذیری نمونه‌ها، دمای بخش بندی °C‌390 و زمان بخش بندی 500 ثانیه بعنوان دما و زمان بهینه بخش بندی برای فرآیند Q-P تعيين گرديدند. با افزايش دما و زمان بخش بندي نسبت به مقادير بهينه مقدار آستنيت باقيمانده افزايش و سپس به دليل اشباع احتمالي آستنيت از كربن، كسر حجمي آستنيت باقيمانده كاهش يافت. نمونه هاي کوئنچ-بخش بندی شده بهینه دارای استحکام تسلیم حدود MPa 785، استحکام کششی نهایی MPa 1062 و ازدیاد طول نهایی 52/24% و حاصل ضرب استحکام و افزایش طول نهایی (PSE) حدود MPa% 26 مي باشند. نمونه Q-P بهینه در مقایسه با سایر روش های استحکام بخشی مانند كوئنچ مستقيم (D-Q)، كوئنچ - برگشت (Q-T)، كوئنچ - بخش بندي – برگشت (Q-P-T) و تريپ (TRIP) دارای مجموعه بهتری از استحکام و انعطاف پذیری هستند

متن يادداشت

Quenching-partitioning (Q-P) steels are a new generation of advanced high-strength steels that can be used in low thicknesses without compromising on safety standards due to their good combination of high strength and ductility. The purpose of this study was to investigate the effect of temperature and time of Q-P heat treatment on the microstructure and mechanical properties of a steel sheet with a chemical composition of 0.054% Al% - 1.5% Mn - 2.2% - C - 0.21 Fe Obtaining desirable mechanical properties. The alloy was melted and cast in a vacuum induction melting furnace at 1650 °C and then subjected to homogenization at 1200 °C for three hours. The homogenized ingot was first subjected to hot rolling and then cold rolling to achieve a sheet with an approximate thickness of 4 and 1.5 mm, respectively. Q-P heat treatment was performed on 1.5 mm thick stretch specimens to optimize partitioning temperature, partitioning time, quenching temperature and austenitizing temperature. The microstructure, fuzzy analysis and mechanical properties of the sheet under Q-P heat treatment were investigated in different conditions in terms of temperature, time and comparison with other methods of consolidation heat treatment. The samples were examined for microstructure by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and for fuzzy analysis using XRD method. The mechanical properties of the samples were investigated using microhardness tests, static and dynamic uniaxial tensile tests and their ductility test by Erickson test. According to the values of final tensile strength, yield strength, increase in final length, hardness and ductility of samples, partition temperature of 390 °C and partition time of 500 seconds were determined as the optimal partition temperature and time for Q-P process. With increasing temperature and fractionation time, the amount of residual austenite increased relative to the optimal values and then, due to the possible saturation of austenite with carbon, the volume fraction of retained austenite decreased. Optimal quench- partitioning specimens have a yield strength of about 785 MPa, a final tensile strength of 1062 MPa and a final elongation of 24.52%, and a product of strength multiplication and increase in final length (PSE) of about 26 MPa. Optimal Q-P specimens have a better set of strength and flexibility compared to other reinforcement methods such as direct quenching (D-Q), Quenching-tempering (Q-T), Quenching-partitioning-tempering (Q-P-T) and Transformation induced plasticity (TRIP).

عنوان گونه گون

Effect of quenching-partitioning (Q-P) treatments on the microstructure and mechanical properties of a high strength steel containing Ti micro-alloy

عنصر شناسه اي

‏الماسی،‏

ساير عناصر نام

‏علی

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏کیان وش،

عنصر شناسه اي

‏توتونچی،

ساير عناصر نام

‏عباس

ساير عناصر نام

ابوالفضل

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز