تاثير تركيبي نورد سرد و حرارت دهي سريع بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد كربني ساده

كارشناسي ارشد

حرارت دهي سريع با صرفه جويي در مصرف انرژي و هزينه و افزايش بهره وري، با حفظ يا بهبود كيفيت نسبت به حرارت دهي با نرخ معمولي همراه است. در اين پژوهش، فولاد StW 22 (نورد گرم شده) تحت نورد سرد با مقادير كاهش ضخامت مختلف قرار گرفت. سپس تاثير تغييرات دما بر كسر تبلور مجدد بررسي شد و دماي 650℃ به عنوان دماي ثابت در نظر گرفته شد. نمونه ها تحت آنيل معمولي با دماي ثابت 650℃ و زمان متغير قرار گرفتند. ريزساختار، خواص مكانيكي، كسر تبلور مجدد و سينتيك آن بررسي شدند. سپس نمونه هايي با درصد كاهش ضخامت متوسط و زياد تحت آنيل القايي با نرخ حرارت دهي سريع قرار گرفتند و خواص ريزساختاري و مكانيكي آن ها با نمونه هاي آنيل معمولي مقايسه شدند. نتايج حاصل نشان مي دهد كه افزايش درصد نورد، سختي (تا 51%) و استحكام تسليم (تا 45%) را افزايش داده و شكل پذيري را كاهش مي دهد. با افزايش درصد نورد، زمان آنيل در يك دماي ثابت كاهش مي يابد. هم چنين ميانگين قطر دانه پس از آنيل به طور كلي از ميانگين قطر نمونه اوليه كمتر است اما هر چه درصد نورد كمتر باشد، ميانگين قطر دانه پس از آنيل بيشتر است. آنيل تبلور مجدد باعث كاهش استحكام و افزايش شكل پذيري و داكتيليته مي شود. آنيل القايي زمان تبلور مجدد را به چند ثانيه مي رساند اما كنترل دما و ايجاد شرايط مشابه براي همه ي نمونه ها امر بسيار دشواري است. در نمونه با 45% كاهش ضخامت زمان تبلور مجدد به كمتر از 9 s مي رسد در حالي كه قطر دانه نسبت به آنيل معمولي اين فولاد تفاوتي ندارد اما استحكام تسليم بالاتري (34%) را نشان مي دهد. با نگهداري اين نمونه در زمان بيش از 30 s رشد دانه اتفاق مي افتد. در نمونه با كار سرد 75% به علت ضخامت بسيار كم و حضور ميدان الكترومغناطيسي آنيل القايي و عمق نفوذ زياد، ايجاد شرايط مشابه در تمام زمان هاي نگهداري اين نمونه تقريبا ناممكن است. با اين وجود اين نمونه حتي در زمان نگهداري 0 s كاملا تبلور مجدد يافته و استحكام تسليم آن 66% نسبت به آنيل معمولي بيشتر است. در 27 s اين نمونه خواص مشابه نمونه آنيل معمولي دارد با اين تفاوت كه ميانگين قطر دانه آن 3 μm بيشتر است. نمونه 27 s كمترين خواص مكانيكي و بيشترين اندازه دانه را ميان نمونه هاي آنيل القايي دارد؛ بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه نمونه اي با كمترين خواص مكانيكي و بيشترين اندازه دانه در آنيل سريع مشابه بهترين نمونه آنيل معمولي است. حتي اگر در يك افزايش طول يكسان مقايسه انجام شود، در 243 s كه بيشترين زمان نگهداري است، استحكام تسليم 27% بيشتر از آنيل معمولي است. در هر صورت تمام نمونه هاي آنيل القايي خواص بهتري را نسبت به آنيل معمولي نشان داده و ريزساختار يكنواخت تري داشته اند.

211324

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر سيدحسين رضوي - دكتر باقر محمدصادقي