فولاد دوفازی-تأثیر کسر حجمی بینیت حاصل از عملیات حرارتی بین بحرانی بر خواص
فولاد دوفازی – تأثیر کسر حجمی بینیت حاصل از عملیات حرارتی بین بحرانی بر خواص مکانیکی.
در این پژوهش، تأثیر کسر حجمی بینیت حاصل از عملیات حرارتی بینبحرانی بر خواص مکانیکی. و رفتار شکست فولاد دوفازی فریتی-بینیتی AISI 4140 مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج حاصل از این تحقیق را میتوان به شرح زیر خلاصه نمود:
عملیات حرارتی بینبحرانی در دماهای مختلف (۷۵۰، ۷۶۰ و ۷۷۰ درجه سلسیوس). بر روی فولاد AISI 4140، امکان تولید ریزساختارهای دوفازی فریتی-بینیتی با کسر حجمی بینیت مختلف (به ترتیب ۳۴، ۴۸ و ۶۹ درصد) را فراهم میآورد.
با افزایش دمای بینبحرانی، کسر حجمی فاز بینیت افزایش مییابد.
با افزایش کسر حجمی بینیت، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی به طور قابلتوجهی افزایش مییابد.
ساختار کاملاً بینیتی (۱۰۰% بینیت) دارای بیشترین استحکام و ساختار با ۳۴% بینیت (بیشترین کسر حجمی فریت) دارای کمترین استحکام میباشد.
افزایش کسر حجمی بینیت منجر به کاهش انعطافپذیری و انرژی ضربه میگردد.
ساختار کاملاً بینیتی کمترین درصد ازدیاد طول و کمترین انرژی ضربه را دارا میباشد.
نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی نهایی (YS/UTS) در ساختارهای فریتی-بینیتی کمتر از ساختار بینیتی است.
و با افزایش درصد حجمی فریت، این نسبت کاهش بیشتری مییابد. این ویژگی از خصوصیات مهم فولادهای دوفازی محسوب میشود.
منحنیهای تنش-کرنش نمونههای دوفازی فاقد نقطه تسلیم بالایی و پایینی هستند که این ویژگی از مشخصات بارز فولادهای دوفازی به شمار میرود.
بررسی سطوح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد. که مکانیزم شکست در نمونههای دوفازی به صورت مخلوطی از شکست ترد و نرم بوده. و ذرات ناخالصی سولفید منگنز به عنوان محلهای هستهزایی، رشد و اشاعه ترک عمل میکنند.
با افزایش کسر حجمی بینیت، نسبت شکست ترد به نرم افزایش مییابد.
فولادهای دوفازی فریتی-بینیتی تولید شده به روش عملیات حرارتی بینبحرانی، با توجه به ترکیب مطلوب استحکام و انعطافپذیری. و همچنین نسبت پایین YS/UTS، گزینههای مناسبی برای کاربرد در صنایع خودروسازی و سازههای سبک محسوب میشوند.
انتخاب دمای بینبحرانی مناسب، ابزاری مؤثر برای کنترل کسر حجمی فاز بینیت و در نتیجه تنظیم خواص مکانیکی نهایی فولادهای دوفازی فریتی-بینیتی میباشد.