بخشی از مقاله
چکیده
پخت سختی فرآیند جدیدي در تولید ورقهاي فولاد کم کربن با شکل پذیر بالا و استحکام مطلوب جهت ساخت اجزاي مختلف بدنه خودرو می باشد.در این فولادها می توان با طراحی رژیم عملیات حرارتی بهینه در هنگام آنیل تک باري جهت انحلال کربن در ساختار به شرایطی دست یافت که فولاد در هنگام شکل دهی سرد براي ساخت قطعات مختلف داراي انعطاف پذیري بالایی بوده و در هنگام پروسه پخت رنگ کربن آزاد در این فولاد باعث قفل شدن نابجایی ها شده و استحکام فولاد را افزایش دهد.
در این تحقیق تاثیر پارامترهاي عملیات آنیل تک باري یعنی دما و زمان عملیات و نرخ سردکردن پس از آن بر میزان قابلیت پخت سختی فولاد St14 بررسی شده اند.دراین راستا عملیات حرارتی در دماهاي 680، 730 و 780 درجه سانتی گراد، زمانهاي 10،20 و 30 دقیقه و همچنین رژیمهاي سردکردن کوره، هوا و کوئنچ در آب به کارگرفته شدند. نتایج بررسی ها نشان می دهند که با افزایش دما و زمان عملیات حرارتی و نرخ سرد کردن قابلیت پخت سختی فولاد افزایش می یابد. بررسی هاي ریزساختاري نشان دادند که بهبود در قابلیت پخت سختی با انحلال بیشتر سمنتیت در اثر عملیات حرارتی ارتباط مستقیم دارد.
مقدمه
در بسیاري از کاربردهاي صنعتی نظیر ورقهاي بدنه خودرو به فولادهایی نیاز است که درعین داشتن قابلیت شکلپذیري خوب استحکام بالایی را نیز از خود نشان دهند. با وجود آنکه این دو ویژگیعمدتاً در تقابل با یکدیگر هستند امروزه با بکارگیري تکنیک جدید پخت سختی1 شرایطی فراهم شده است تا بتوان از هردو این ویژگیها در کاربردهاي صنعتی بهره برد. به یمن این روش امروزه از فولادهاي کم کربن، فوق کم کربن - - 2ULC و عاري از عناصر بین نشین - - 3IFبه جاي فولادهاي پرآلیاژ و گران قیمت در ساخت بدنه خودرو استفاده می شود.این فولادها به لحاظ دارا بودن درصد اندك کربن و عناصر آلیاژي در حین شکل دهی سرد و پرس اجزاي بدنه خودرو داراي قابلیت شکل پذیري بسیار خوبی بوده و پس از شکلدهی و در مرحله پخت رنگ4 مستحکم شده و جهت کاربري در شرایط صنعتی آماده می شوند.[
علت افزایش استحکام فولاد در این مرحله به نفوذ اتمهاي کربن آزاد موجود در ساختار به اتمسفر نابجایی هاي تولید شده در اثر شکل دهی نسبت داده می شود.[5-8]درفرایند تولید اینگونه فولادها که شامل مراحل نوردگرم و سرد و آنیل تک بارییا مداوم است آنیل بیشترین تاثیر را بر میزان کربن آزاد در فولاد دارا بوده و لذا عمده ترین نقش را در قابلیت پخت سختی آن ایفا خواهد کرد.[9]
روش تحقیق
در این تحقیق از فولاد ST14که عمدتاً براي ساخت بدنه خودرو مورد استفاده قرار میگیرد، استفاده شده است. ترکیب شیمیایی این فولاد در جدول1ارائه می شود.
جدول -1 ترکیب شیمیایی فولاد ST 14 بکاربرده شده.
با توجه به اینکه هدف این پروژه بررسی شرایط عملیات آنیل تک باریبر رفتار پخت سختی فولاد ST14 است، جهت تهیه نمونههاي مورد نیاز از تسمه هاي خروجی نورد سرد که تحت آنیل تک باري قرار نگرفته اند استفاده شد.نمونههاي تست کشش مطابق با استاندارد ASTM-E8 تهیه شده و تحت رژیمهاي عملیات حرارتی مختلف مطابق شکل 1 قرار گرفتند.
شکل -1 رژیمهاي مختلف عملیات حرارتیبه کار گرفته شده.
سپس براي بررسی قابلیت پخت سختی آزمایش شاخص پیرسازي 1روي نمونه هاي عملیات حرارتی شده انجام شد. جهت انجام آزمایش شاخص پیرسازي ابتدا نمونه ها به میزان 8 درصد تحت کشش قرار گرفته و سپس به مدت 1 ساعت در 100 درجه سانتی گراد آنیل شدند. سپس نمونه هاي آنیل شده مجدداً تا شکست تحت عملیات کشش قرار گرفتند. براي بررسی تاثیر عملیات حرارتی بر ساختار نمونه هاي آنیل شده از مشاهدات میکروسکوپ SEM استفاده شد.
نتایج و بحث
نظر به تعدد رژیمهاي عملیات حرارتی بکار گرفته شده و نمودارهاي تنش- کرنش مربوط به آزمایش هاي شاخص پیرسازي تنها یک نمونه از این نمودارها که نشان دهنده افزایش استحکام در اثر فرآیند پخت سختی است براي نمونه هاي آنیل شده در دماي 780C و زمان 30 دقیقه و محیطهاي سردکننده مختلف در شکل2ارائه شده است.
