بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش سعی شد که سختی سطحی گلوله های چدن پرکرم ASTM A532 در محدوده سختی 59- 66 راکول سی قرار گیرد و اختلاف سختی سطح و مرکز به کمتر از 5 راکول سی برسد. برای این منظور گلوله های چدنی با ساختار اولیه پرلیتی در دمای 975 C به مدت دو ساعت آستنیته شد و سپس در محیط آبدهی با جت هوا تا زیر دمای استحاله تشکیل پرلیت سرد شد و در پایان برای به حداقل رساندن تنش ها و چقرمگی مناسب، بازگشت در دمای 210 C به مدت 2 ساعت انجام شد .بررسی های ریزساختاری بوسیله میکروسکوپ نوری انجام شد و به دلیل حضور جزایر مارتنزیتی و آستنیت باقیمانده به همراه کاربید یوتکتیک سختی63 تا 64 راکول سی را نتیجه داد.
-1مقدمه
چدن های سفید پرکرم مناسب برای کاربردهایی هستند که مقاومت به سایش بالا نیاز است. بعنوان مثال در فرایندهای معدنی، تولید سیمان و پمپ های ماسه ایی روغنی کاربرد دارند - . - Karantzalis, Lekatou and Mavros, 2008 رفتار ضد سایش این مواد بطور مشخصی به میکروساختار و رسوب فازها در دوحالت ریخته گی و عملیات حرارتی وابسته می باشد. . - Tabrett ,Sare and Gomashchi,1996 - فاز مارتنزیت تاثیر مثبتی بر روی مقاومت به سایش دارد، درحالیکه مورفولوژی پرلیت / فریت مقاومت به سایش پایین×تری ایجاد می کند - . - Tabrett et al , 1996 ساختار اولیه آلیاژهای ریخته گی چدن سفید پرکرم شامل شبکه دندریت های آستنیت مخلوط یوتکتیک آستنیت و کاربید M7C3 می باشد.
گزارش شده است که هنگامیکه درصد کرم بیش از %11 و نسبت کرم به کربن بزرگتر از َِ باشد، کاربید M7C3 می تواند جایگزین کاربید M3C گردد؟ این مورفولوژی اولیه می تواند تحت استحاله های با اهمیت از طریق عملیات حرارتی های متفاوت تغییر کند و به شکل مخلوطی از مارتنزیت/ آستنیت با کاربیدهای ثانویه رسوبی به همراه دندریت های آستنیت اولیه تغییر پیدا کند که ماکزیمم سختی را در این سیستم نتیجه می دهد.
- Jacuinde ,Rainforth,2001 - در طی انجماد کاربیدهای M3C بصورت طولی و عرضی بصورت شبکه ایی پیوسته رشد می کنند که مقاومت به سایش بالا و چقرمگی شکست پایین را نتیجه می دهند این کاربیدها معمولا طویل هستند و مسیرهای مناسبی برای رشد ترک می باشند به همین منظور تلاش های بسیاری در جهت اصلاح ساختار این کاربیدها صورت گرفته که نظیر کاهش ابعاد وگردگردن آنهاست. همچنین انجماد سریع نیز تاثیرگذار است. لیکن تغییر شکل این کاربیدها به سختی صورت گرفته و نیازمند صرف هزینه و زمان زیادی می باشد.
تاثیر عناصر آلیاژی بر چدن های پرکرم به خوبی بررسی شده است ؟بطور معمول عناصر آلیاژی مانند نیکل، منگنز و مولیبدن و مس سختی پذیری را افزایش و از تشکیل پرلیت جلوگیری می کنند . - Tarbett,1996;Gundlach,1978 - ولی حضور بیش از حد این عناصر دمای تشکیل مارتنزیت را کاهش داده و آستنیت باقیمانده را افزایش میدهد که سختی پایین تری نیز به همراه دارد.گزارش شده است فاکتورهای میکروساختاری مانند نوع کاربید و سختی ، کسرحجمی کاربیدها، فضای میان کاربیدها و ساختار شبکه نقش بسزایی در رفتار ماده در برابر سایش ایفا می کنند. برای مثال افزایش کسر حجمی کاربیدها سودمند می باشد - . - Jacuinde et al,2001
-2مبانی نظری پژوهش
در این پژوهش سعی شد که سختی سطحی چدن سفید پرکرم مورد آزمایش در محدوده سختی ×HRCّّ؛ُِ و اختلاف سختی سطح و مرکز کمتر از HRCِ برسد. برای این منظور روش تحقیق بدین صورت بود که ابتدا با استفاده از مراجع و استانداردها اصول کلی عملیات حرارتی چدن های سفید پرکرم بررسی شد و سپس از طریق سیکل های انجام شده بر روی نمونه های مشابه این آلیاژ و بررسی ساختار آنها عملیات حرارتی بهینه برای رسیدن به نتیجه مطلوب پیش بینی شد.
-3پیشینه پژوهش
هدف از این بخش بیشتر پرداختن به روش عملیات حرارتی این نوع از چدن با ترکیب های مشابه می باشد. در پژوهشی که گوان ایی و همکارانش - ٌُُُ، - Guan×ying×et ×al بر روی چدن سفید پر کرم انجام دادند. توانسته اند به سختی ×62/2HRCبعد از عملیات حرارتی برسند . تورن و همکارانش نیز - Turenne et al,1989 - سختی 66/5HRC را برای ساختار مارتنزیتی با کاربید های ثانویه گزارش کرده اند. در پژوهش دیگر کارانتزالیست - Karantzalis et al,2008 - نمونه مورد نظر با 2/35 درصد کربن و 18/23 درصد کرم را تحت چهار سیکل عملیات حرارتی متفاوت قرار داده و سختی فازهای مختلف را بررسی کرده است که توانسته به سختی 66×HRC قبل از عملیات حرارتی تمپر دست یابد. در این پژوهش سیکل بهینه با هدف رسیدن به بالاترین سختی و در عین حال حفظ خواص ضربه پذیری طراحی شد.
