مقایسه ریزساختار و رفتار مکانیکی فولاد Mo40 در شرایط دو فازی فریتی-مارتنزیتی و کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمحسن کاشفی 1 , سید صادق قاسمی بنادکوکی 2
1 - دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.
2 - دانشیار دانشکده معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران.
کلید واژه: استحکام خستگی, مارتنزیت, کارسختی, فولاد Mo40, فریت,
چکیده مقاله :
هدف از این پژوهش، بررسی رفتار خستگی فولاد Mo40 با ریزساختارهای دو فازی فریتی-مارتنزیتی و کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده است. بدین منظور ابتدا نمونه‌هایی از این فولاد تحت عملیات حرارتی نرماله در دمای C°860 به مدت 60 دقیقه قرار گرفتند و در هوا خنک شدند. سپس نمونه‌های دو فازی توسط عملیات حرارتی آنیل میان بحرانی در دمای C°740 به مدت 40 دقیقه تهیه شدند. برای مقایسه نمونه‌های کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده بعد از حرارت دادن در دمای C°860 و کوئنچ در آب در دمای C°600 به مدت 30 دقیقه تحت عملیات حرارتی بازگشت قرار گرفتند. آزمون های مکانیکی به همراه بررسی‌های متالوگرافی نوری و الکترونی نمونه‌ها انجام گردید. نتایج سختی نشان می‌دهد که سختی نمونه‌ی دوفازی از سختی نمونه‌ی کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده بیشتر است. همچنین بررسی نتایج نشان می‌دهد استحکام کششی نمونه‌ی کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده بیش از نمونه‌ی دوفازی است، درحالیکه استحکام خستگی نمونه‌ی دوفازی از نمونه‌ی کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده بیشتر است. این نتایج ناشی از استحکام دهی فاز سخت مارتنزیت بازگشت داده نشده در نمونه‌ی دوفازی فریتی-مارتنزیتی در مقایسه با نمونه‌ی کوئنچ مستقیم بازگشت داده شده با مارتنزیت بازگشت داده شده است.واژه‌های کلیدی فولاد Mo40، فریت، مارتنزیت، کار سختی، استحکام خستگی.
In this research, has been compared fatigue behavior of Mo 40 steel in ferrite-martensite dual phase condition and quenched-tempered microstructure. The ferrite-martensite dual phase samples were prepared from intercritical annealing heat treatment process for 40 minute at ( α + γ ) dual phase region. The quenched martensite samples after heating at 860 ° C and quenched in water, were tempering heat treatment at 600 ° C for 3 0 minute. The Hardness, tensile and fatigue tests have been supplemented with optical and electron microscopies. The result shown that hardness of ferrite-martensite dual phase is more than quenched tempered sample. Also , tensile strength of ferrite martensite dual phase samples is lower than quenched-tempered sample, while the fatigue strength of samples is more than quenched-tempered sample. These results are rationalized to strengthening un tempered martensite phase in ferrite martensite dual phase sample compared to tempered martensite in quenched tempered sample.
References:
1-Speich, G, R., ''Fundamentals of dual phase steels'', New York: AIME, (1981).
2-Rashid, M, S., ''Formable HSLA and dual-phase steels'', in proceedings of the metallurgical society of AIME, Michigan. M.S., USA, (1979).
3-Waterschoot, T, Vandeputte S, D., De, A and Cooman, B, ''Static strain aging phenomena in cold-rolled dual-phase steels'', Metallurgical and Materials Transactions, Vol.34, pp.781–791, (2003).
4-Garcia, C., hua, K., and deardo, A., ''Metallurgy and continuous galvanizing line processing of high-strength dual-phase steel micro alloyed with niobium and vanadium'', 8th international conference on zinc and zinc alloy coated steel sheet (galvatech 2011) genova, Italy, (2011).
5-Ghaheri, A., Shafyei, A and honarmand, M., ''Effects of inter-critical temperatures on martensite morphology, volume fraction and mechanical properties of dual-phase
steels obtained from direct and continuous annealing cycles'', Materials and design, Vol. 62, pp.305–319, (2014).
6-Tayanc, M., Aytac, A and Bayram, A., ''The effect of carbon content on fatigue strength of dual-phase steels'', materials and design, Vol. 28, pp1827–1835, (2007).
7-Okayasu. M., Sato, k., Mizuno, M., Hwang, D.Y and Shin, D.H., ''Fatigue properties of ultra-fine grained dual phase ferrite/martensite low carbon steel'', International journal of fatigue, Vol. 30 pp.1358–1365, (2008).
8-Molaeia, M, J., Ekrami, A., ''the effect of dynamic strain aging on fatigue properties of dual phase steels with different martensite morphology'', materials science and engineering Vol. 527, pp.235–238, (2009).
9-Shengci, l., yonglin, k and shuang k., ''Effects of microstructure on fatigue crack growth behavior in cold-rolled dual phase
87 مجله مواد نوین/ جلد 9/شماره 1/ پاییز 1397
steels'', Materials science & engineering, Vol. 612, pp. 153–161, (2014).
10-Roslinda, I., Yunan, P., ''influence of ferrite fraction within martensite matrix on fatigue crack propagation: an experimental verification with dual phase steel''. Materials science and engineering, Vol. 552, pp547– 554, (2012).
11- Cheng Ji, Lei Wang, Miao-Yong Zhu, "Effect of Subcritical Annealing Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of Scm435 Steel", Journal of Iron and Steel Research, International. 2015, 22(11): 1031-1036.
12-Fereiduni E., ghasemi banadkouki S, S., ''Improvement of mechanical properties in a dual-phase ferrite–martensite AISI 4140 steel under tough-strong ferrite formation'', Materials and design, Vol. 56, pp. 232–240, (2014).
13-Krauss, G., ''principles of heat treatment of steel”, ASM, metal park, pp.240-245, (1980).
14 -دکتر محمد علی گلعذار، اصول و کاربرد عملیات
حرارتی فولادها، مرکز نشر دانشگاه صنعت اصفهان، چاپ
هشتم، ویرایش دوم.
15 -دکتر شهرام خیراندیش،دکتر محسن اسدی اسدآباد.
"فولاد های دوفازی". انتشارات دانشگاه علم وصنعت ایران،
چاپ اول، 1392 .
16-Wan, C, M., Chou, K, C., Jahn, M, T and Kuo S. M., ''Fatigue studies on dual-phase low carbon steel'', Journal of materials science. Vol 16, pp. 2521-2526, (1981).