تاثير عمليات حرارتي بر ريزساختار و چقرمگي شكست فولاد 70Cr2

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

فولاد فنر از جمله فولادهاي پر كاربرد در صنايع خودروسازي، ماشين آلات صنعتي، ساچمه‌هاي فولادي و مواد خردايش در صنايع معدني مي‌باشد، كه خواصي مكانيكي نظير استحكام بالا، سختي‌پذيري بالا، استفاده از اين گروه فولاد را افزايش داده است. همواره سعي شده است با سيكل‌هاي مختلف عمليات حرارتي بيشترين استحكام و سختي در كنار بيشترين چقرمگي در اين فولادها ايجاد شود. در اين پژوهش با انتخاب پنج نوع ريزساختار شامل پرليت، مارتنزيت، مارتنزيت تمپر شده، مارتنزيت _ بينيت پاييني و بالايي بر روي فولاد 2 Cr70 سعي شد رفتار مكانيكي و ريزساختار اين نوع فولاد فنر مورد بررسي قرار گيرد.ريز ساختار فولاد با استفاده از ميكروسكوپ نوري و الكتروني روبشي انجام شد و براي بررسي خواص مكانيكي از آزمون‌هاي كشش، سختي سنجي، ضربه استفاده شد و همچنين بررسي مقاومت به رشد ترك نمونه‌هاي عمليات حرارتي شده با استفاده از آزمون KIC انجام شد. نتايج ريزساختاري نشان داد كه در نمونه اوليه با ريزساختار پرليت مقداري كاربيد در مرزدانه تشكيل شده است كه در طي عمليات حرارتي كوئنچ، اين فاز حذف شد ولي در سيكل عمليات حرارتي با ريزساختار مارتنزيت- بينيت بالايي اين فاز، مشاهده شد، كه نشان داد در طي آهسته سرد كردن اين فولاد امكان تشكيل كاربيد در مرزدانه وجود دارد. نتايج آزمون كشش نشان داد كه ريزساختار بينيت پاييني باعث افزايش استحكام و مقاومت به رشد ترك فولاد نسبت به نمونه اوليه (S) شده است و مقدار استحكام نهايي به MPa 1313 افزايش پيدا كرده است. بررسي سطوح شكست نشان داد كه در نمونه‌‌ها با ساختار مارتنزيت و مارتنزيت تمپر شده نوع شكست ترد مي‌باشد و همچنين ترك‌هايي در سطح شكست آن مشاهده شد. شكست درنمونه‌هاي بينيتي در صفحات كليواژ رخ داده است. مشاهده شد كه ريزساختار بينيت پاييني در كنار فاز مارتنزيت نسبت به ساختار با بينيت بالايي از چقرمگي و استحكام بيشتري برخوردار مي‌باشد و مقدار آن از MPa(m1/2) 90 به MPa(m1/2)100 افزايش پيدا كرده است. انرژي ضربه در نمونه با ريزساختار مارتنزيت داراي J/m3 3 و در ريزساختار بينيت پايين به همراه فاز مارتنزيت به J/m3 11 افزايش پيدا كرده است. نتايج بطور كلي نشان داد كه با عمليات حرارتي و تشكيل ريزساختا بينيت در كنار فاز مارتنزيت خواص مكانيكي فولاد از جمله استحكام و چقرمگي قابل افزايش مي‌باشد و ريزساختار بينيت نيز مي‌تواند مقاومت به رشد ترك بالاتري نسبت به ديگر ريزساختارها داشته باشد.

226818

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان