بررسی خواص مکانیکی و ریز ساختار فولاد ابزار گرم کار فوق ریز دانه H13فرآوری شده به روش عملیات حرارتی سیکلی
نام نخستين پديدآور
رضا سلطانی کیا
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
۱۴۰۰
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۷۸ص.
مواد همراه اثر
سی دی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مکانیک گرايش ساخت وتولید
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۰/۱۱/۲۶
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
فولاد ابزار گرم کار AISI H13 یکی از پرکاربرد ترین فولاد ها در قالب های اکستروژن و آهنگری می باشد. به دلیل شرایط کاری سخت و دمای بالا، این قالب ها نیاز به چقرمگی شکست مناسب و سختی بالا دارند. این ویژگی ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه آنها را می توان به روش عملیات حرارتی سیکلی تغییر داد و به خواص مکانیکی مطلوب تری دست یافت. هدف از این پژوهش دستیابی به نمونه های ریز دانه تر و بدست آوردن شرایط بهینه از پارامتر های عملیات حرارتی سیکلی بر روی فولاد مذکور جهت بهبود خواص مکانیکی (افزایش چقرمگی توام با سختی) می باشد. با استفاده از روش عملیات حرارتی در سیکل های مختلف می توان ريزساختار و خواص مکانيکي فولاد های ابزار گرم کار را کنترل کرد. به این منظور 28 نمونه برای انجام آزمایش ها و یک نمونه بعنوان نمونه شاهد جهت مقایسه با نتایج در نظر گرفته شد. طراحی آزمایش جهت عملیات حرارتی سیکلی با روش فول فاکتوریل طراحی شد. پارامترهای ورودی شامل دمای آستنیت c°1040، دمای حمام نمک واسطه c°750 و دمای حمام نمک کوئنچ c°600 ثابت در نظر گرفته شد، در حالیکه زمان های آستنیت 5،10،15 دقیقه، زمان نگهداری حمام واسطه 5،10،15 دقیقه و تعداد سیکل ها 2،3،4 متغیر در نظر گرفته شد. متالوگرافی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، مورفولوژی سطوح شکست و آنالیز EDX نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترون روبشی (FE-SEM)، سختی سنجی با دو روش سختی سنج ویکرز و راکول سی، همچنین انرژی شکست توسط آزمون ضربه شارپی نیز بررسی و نتایج به دست آمده مقایسه و تجزیه تحلیل شدند. نتایج نشان داد که بهینه ترین خواص مکانیکی در زمان آستنیته 5 دقیقه، زمان حمام واسطه 15 دقیقه و در4 سیکل رخ داده است که اندازه دانه حدودا 41% کاهش یافته است. همچنین چقرمگی به میزان قابل توجهی نسبت به نمونه شاهد افزایش یافته است. مورفولوژی سطح شکست نمونه ها نشان داد که رسوب کاربایدها در مرز دانه ها باعث شکست مرز دانه ای شد. همچنین توزیع ذرات کارباید در سطح نمونه ها بصورت یکنواخت و پراکنده بوده است. در آنالیز EDX از سطح شکست مشاهده شد که در اثر بالا بودن دمای آستنیت، کربن بیشتری در آستنیت حل شده است.
متن يادداشت
Abstract: hot work AISI H13 tool steel is one of the most widely used steels in extrusion and forging molds. Due to harsh working conditions and high temperatures, these molds require suitable fracture toughness and high hardness. These properties do not only depend on the percentage of elements in the steel, but they can be changed by cyclic heat treatment and achieve more desirable mechanical properties. The purpose of this study is to obtain finer grain samples and obtain optimal conditions from the parameters of cyclic heat treatment on the steel to improve mechanical properties (increase toughness with hardness). Using the heat treatment method in different cycles, the microstructure and mechanical properties of hot work tool steels can be controlled. For this purpose, 28 samples were considered for experiments and one sample as a control sample for comparison with the results. Experimental design was designed for cyclic heat treatment by full factorial method. Input parameters including austenite temperature of 1040 ° C, intermediate salt bath temperature of 750 ° C and quench salt bath temperature of 600 ° C were considered constant, while austenite times of 5,10,15 minutes and intermediate bath retention times of 5,10,15 Minutes and number of cycles were considered to be 2,3,4 variables. Metallography of samples using light microscope and field emission scanning electron microscope (FE-SEM), morphology of refractive surfaces and EDX analysis of samples by scanning electron microscopy (FE-SEM), hardness test with two methods Vickers and Rockwell C hardness tester, Fracture energy was also evaluated by Sharpe impact test and the results were compared and analyzed. The results showed that the most optimal mechanical properties occurred at austenite time of 5 minutes, intermediate bath time of 15 minutes and in 4 cycles with a grain size reduction of about 41%. Also, toughness has increased significantly compared to the control sample. The morphology of the fracture surface of the samples showed that the deposition of carbides at the grain boundary caused the grain boundary failure. Also, the distribution of carbide particles in the surface of the samples was uniform and scattered. EDX analysis of the fracture surface showed that more carbon was dissolved in the austenite due to the high temperature of the austenite.
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Investigation of mechanical properties and microstructural of ultrafine grain hot work H13 tool steel processed by the cyclic heat treatment method
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )