بخشی از مقاله
مطالعه خواص مکانیکی فولاد 37MnSi5 فرآوری شده با فرایند نوین کوئنچ و جزءبندی،
آستمپرینگ و کوئنچ و تمپر
چکیده
اجزای فولادی با استحکام مکانیکی بالا در کنار انعطاف پذیری قابل توجه، همواره به طور فزاینده در صنایعی همچون صنعت خودروسازی، انتقال گاز و مولدهای قدرت مورد تقاضا بوده اند. از روش های مهم و کم هزینه جهت تولید چنین اجزا، فرآوری فولاد با فرایندهای عملیات حرارتی نوظهور می باشد. در این مقاله، خواص مکانیکی یک نوع فولاد کربن - منگنز - سیلیسیم فرآوری شده با فرایند نوین کوئنچ و جزءبندی، آستمپرینگ و کوئنچ و تمپر مورد تحقیق قرار گرفت. مقایسه شاخص استحکام - انعطاف پذیری در بخش نتایج نشان داد که نمونه های کوئنچ و جزءبندی شده در مقایسه با نمونه های دیگر، از یک شاخص استحکام - انعطاف پذیری بالاتری در شرایط عملیاتی مشابه برخوردار می باشند که مقدار این شاخص در این تحقیق از 11 GPa% نیز تجاوز می نمود. این مطلب موید آن است که فرایند مورد بحث، روشی مناسب جهت تولید انواع فولاد پر استحکام پیشرفته نسل سوم می باشد.
واژگان کلیدی: کوئنچ و جزءبندی، فولاد کربن - منگنز - سیلیسیم، انعطاف پذیری، استحکام مکانیکی.
1
مقدمه
علی رغم رشد تجاری فولادهای پر استحکام پیشرفته، چالش میان استحکام و شکل پذیری در این فولادها کماکان سبب محدودیت در به کار گیری آن ها در صنعت خودرو (که نیاز به وسیله نقلیه ای جدید با اشکال بهینه به لحاظ آیرودینامیکی و ایمنی می باشد) شده است (Yan, 2009)اخیراً،. نیاز به توسعه فولادهای پر استحکام پیشرفته با یک دامنه ای از خواص که انعطاف بیش تری را برای مهندسان جهت انتخاب یک نوع ایده آل از فولاد برای هر کاربرد معین به همراه دارد، میل و علاقه به تکامل یک نسل سوم از فولادهای پر استحکام پیشرفته را فزونی بخشیده است. طراحی نسل سوم فولادهای پر استحکام پیشرفته به دنبال آن است تا فولادهایی با یک تلفیق بهتر از استحکام و انعطاف پذیری نسبت به نسل اول و با یک هزینه کم تر نسبت به نسل دوم تولید نماید .(Qu, 2011) یک روش کلیدی جهت تولید فولادهای پر استحکام پیشرفته نسل سوم با استحکام کششی و انعطاف پذیری بالا، باقی گذاشتن مقدار قابل توجه از فاز آستنیت در ریزساختار است تا بتواند در کرنش های بالاتر به مارتنزیت تبدیل شده و نرخ کارسختی فولاد را افزایش دهد. از آن جا که آستنیت در دمای اتاق یک فاز تعادلی در فولاد محسوب نمی شود؛ بنابراین، چالش اصلی در تولید نسل سوم فولادهای پر استحکام پیشرفته، پایدارسازی کسر بالایی از فاز آستنیت باقی مانده در ساختار نهایی می باشد .(Qu, 2011) روش ها و فرایندهای متعددی توسط محققین پیشین به هدف برجای نهادن فاز آستنیت مورد تحقیق قرار گرفته اند. کربن در مقایسه با یک پایدار کننده آستنیت پر هزینه مانند منگنز، یک راه بسیار اقتصادی تر جهت حصول یک مقدار بالا از فاز آستنیت باقی مانده می باشد (Koistinen and Marburger, .1959) مقدار کربن بالا در فولاد، قابلیت جوش پذیری آن را کاهش می دهد؛ بنابراین، یک تمایل فزاینده ای جهت لیدتوفولاد با یک محتوی کربن کل نسبتاً پایین و با یک غلظت کربن تقریباً بالا در فاز آستنیت باقی مانده آن به چشم می خورد .(Qu, 2011) یک فرایند پیشنهاد شده در
