بخشی از مقاله
چکیده
اساساً ایجاد خواص مکانیکی همسان در ورقهاي قلع اندود این امکان را فراهم میسازد که محدودیتهاي تکنولوژي اهمیت کمتري داشته و بهرهوري تولید افزایش یابد. به این منظور پس از تهیه ذوب آزمایشی در واحد فولادسازي شرکت فولاد مبارکه تختالهاي با عرض 800 میلیمتر ریختهگري شد. در ادامه پس از انجام فرآیند نورد گرم کلافها در دماهاي 560oC و730oC پیچیده شدند. پس از انجام مراحل نهایی با انجام نمونهگیري از محصول، مورفولوژي و اندازه دانهها در نمونههاي مختلف توسط میکروسکوپ نوري - - OM و همچنین خواص مکانیکی نمونههاي ورق در جهات مختلف نورد توسط آزمون کشش مورد سنجش قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد افزایش دماي کلافپیچی منجر به ایجاد خواص مکانیکی همسان در جهات مختلف نورد ورق شده است.
کلمات کلیدي: فولاد قلعاندود، کلافپیچی، آنیل، رسوبات AlN، فولاد .T3
مقدمه
اساساً تولید ورقهاي قلع اندود با خواص مکانیکی همسان در جهات مختلف طول و عرض نورد یکی از اهداف تولیدکنندگان ورقهاي قلعاندود است. تحقق این امر این امکان را فراهم میسازد که محدودیتهاي تکنولوژي براي تولیدکننده و مصرفکننده از اهمیت کمتري برخوردار شود و بهرهوري تولید افزایش یابد. حال اگر امکان جابجایی جهت عرض و طول صفحههاي سفارش داده شده توسط مشتري مهیا شود. تحقق این موضوع علاوه بر اینکه ریختهگري تختالهاي با عرض کمتر را براي تولیدکننده فراهم میکند، امکان تولید سفارشهاي مشتریان با تقاضاي عرض بالا که تاکنون محدودیت داشته را مقدور میسازد. پس از پایان نورد گرم تسمه هاي تولیدي در مرحله کلافپیچی بهصورت کلاف پیچیده میشوند. شماتیک مراحل فوق در شکل 1 نشان داده شده است .[1]فرآیند کلافپیچی که در مرحله بعد از نوردگرم صورت میگیرد بر خواص و همسانی خواص در ورق تأثیرگذار است. یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار بر ریزساختار فولاد T3، دماي کلافپیچی است - شکل 1.] - 2معمولاً[ دماي کلافپیچی براي فولادهاي کمکربن بین 550 تا 700 درجه سانتیگراد است. دماي کلافپیچی بر عواملی مانند اندازه و شکل دانههاي فریتی، فاصله بین صفحات پرلیت، ضخامت صفحات پرلیت، شکل مرزدانههاي سمنتیت و شکل و ضخامت رسوبات تأثیرگذار است .[2] دماي کلافپیچی میتواند زیاد یا کم انتخاب شود. دماهاي کلافپیچی پایین در محدوده 550 تا 650 درجه سانتیگراد است. در این دما رسوبات AlN در مرزدانههاي آستنیت قرار میگیرند. به همین دلیل فریتها در مرزدانههاي آستنیت و رسوبات AlN جوانه میزنن د و رشد میکنند. جوانهزنی دانههاي فریتی در مرزدانهها باعث میشود که دانه هاي فریتی در جهت دانههاي آستنیت رشد کنند. در نهایت دماي پایین کلاف باعث ایجاد دانههاي فریتی کشیده در جهت نورد میشود. در دماي پایین کلافپیچی بیشتر رسوبات AlN به صورت فوق اشباع قرار میگیرند. همچنین سمنتیت ظریف در مرزدانهها تشکیل میشود. دماي کلافپیچی بالا در دماهاي بیشتر از A1 انجام میشود - شکل .[1] - 2 در این دما AlN بهصورت رسوب در دانههاي آستنیتی ایجاد میشوند. با ایجاد رسوبات AlN در داخل دانهها جوانهزنی دانههاي فریت در داخل دانههاي آستنیتی انجام میشود. جوانهزنی دانههاي فریت در داخل دانههاي آستنیتی باعث ایجاد دانههاي هممحور میشود. همچنین میزان رسوبات AlN در ساختار بیشتر میشود. هممحورشدن دانهها موجب میشود که خواص مکانیکی در جهت طول و عرض نورد تفاوت چندانی نکند 3] و .[4
در این پژوهش تأ ثیر افزایش دماي کلاف پیچی بر میزان ناهمسانگردي خواص مکانیکی جهات مختلف نورد محصول براي ورقهاي فولادي T3 تولیدي در شرکت فولاد مبارکه مورد ارزیابی گرفته است. بطوریکه تحقق این امر میتواند بیشتر پاسخگوي نیاز مشتریان در بازار مصرف باشد و بهواسطه
تسهیل در تولید نورد سرد ورقهاي با عرض کمتر، امکان جابجایی طول و عرض صفحه به جهت کاهش ناهمسانگردي خواص مکانیکی ورق میتواند افزایش بهرهوري تولید را نیز بهدنبال داشته باشد.
روش تحقیق
در این پژوهش سفارش ساخت یک ذوب حدود 200 تن با ترکیب شیم±یایی مطابق جدول 1 به واحد فولادسازي شرکت فولاد مبارکه اصفهان داده شد. دماي پایانی نوردگرم 858 5 درجه سانتیگراد لحاظ گردید. دماي کلاف پیچی در این پژوهش بالا در نظر گرفته شد و برابر 730 درجه سانتیگراد به عنوان ست پوینت اعمال گردید. این در حالی است که قبلاً در فرآیند نورد گرم بطور معمول با دماي کلافپیچی پائین که حدود 560 درجه سانتیگراد بوده براي تولید این نوع فولاد در نظر گرفته شده است. پس از فرآیند آنیل ریزساختار نمونهها توسط میکروسکپ نوري - OM - مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص مکانیکی ورق در جهات مختلف طولی و عرضی نورد، نمونههاي کششی تهیه و توسط دستگاه آزمون کشش طبق استاندارد ASTM-E8 خواص مکانیکی نمونهها شامل درصد ازدیاد طول، استحکام تسلیم و استحکام نهایی اندازهگیري شده است.
نتایج و بحث
شکل 3 تصاویر میکروسکوپ نوري حاصل از مطالعه ریزساختار نمونههایی که دماي کلافپیچی آنها در 560 درجه سانتیگراد انجام شده است را نشان میدهند. در شکل -3 الف دانههاي فریتی کشیده شده کاملاً مشهود است . در بزرگنمایی بالاتر - شکل-3 ب - رسوبات کاربیدي و نیتریدي فولاد در مرزدانهها مشخص است. محاسبه اندازه دانه نمونهها یی که در دماي کلاف پیچی فولاد در 560 درجه سانتیگراد صورت گرفته حاکی± از آن است که کشیدگی دانهها به گونه اي بوده است که±متوسط اندازه قطر بزرگ دانهها حدود 20/8 4 میکرون و متوسط اندازه قطر کوچک دانهها حدود6/5 2 میکرون بدست آمده است . در این حالت چون دماي کلافپیچی پایین بوده است Al و N بهصورت محلول در میآیند و مقدار کمی AlN در مرز دانه و در داخل دانهها توزیع میشوند که در نهایت با کاهش دماي کلافپیچی کسر حجمی رسوبات کربونیترید در ریزساختار کاهش مییابد. همچنین وجود رسوبات AlN در ریزساختار موجب شده است که جلوي رشد دانهها را بگیرد و دانههاي غیر هممحور ایجاد شوند. در حالی که کلاف پیچی فولاد در دماي 730 درجه سانتیگراد - بیشتر از دماي - A1 عمده رسوبات AlN در داخل دانهها و مرزدانهها رسوب میکنند. همانطور که در تصویر میکروسکوپی شکل -4 الف مشاهده میشود دانههاي هممحور شکل گرفتهاند. بزرگنمایی بالاتر - شکل-4 ب - هممحوري دانهها را بهتر نشان
