بهبود ویژگی‌های مکانیکی چدن‌های نشکن آستمپر جهت افزایش قابلیت ماشین‌کاری و استحکام خستگی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مهران تدین سعیدی ¹ , ناصر ورهرام ² , جی.وی.اس ناگسوارا راؤ ³ , نیما باقرسایی ⁴

1 - دکترای مهندسی مواد و متالورژی، استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج
2 - - دکترای مهندسی مواد و متالورژی، استاد دانشکدهی مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف
3 - دکترای مهندسی مواد و متالورژی، دانشیار گروه مهندسی مواد و متالورژی، انستیتو ملی تکنولوژی، هندوستان.
4 - کارشناس ارشد مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج.

تاریخ دریافت : 1394/10/09 تاریخ پذیرش : 1394/10/09 تاریخ انتشار : 1390/01/01

کلید واژه: چدن نشکن آستمپر, مقاومت خستگی, ماشین‌کاری,

چکیده مقاله :

چدن‌های نشکن آستمپر به دلیل ویژگی‌های مناسب مکانیکی مانند: استحکام بالا، داکتیلیتی مناسب و مقاومت سایشی، دارای کاربردهایی وسیع در صنایع گوناگون از جمله خودروسازی، راه آهن و دیگر صنایع سنگین می‌باشند، اما محدودیت بزرگ آن‌ها سختی نسبتأ بالا و قابلیت ماشین‌کاری کم و بالا رفتن هزینه‌ی تولید آن از این جهت می‌باشد. "چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشینکاری" یک ماده جدید مهندسی با ویژگی‌های بسیار مناسب است و در مقایسه با چدن‌های نشکن معمولی دارای استحکام بالاتر در سختی نسبتأ یکسان و نیز قابلیت ماشین‌کاری و در مقایسه با چدن‌های نشکن آستمپر معمولی با استحکام خستگی بهتر می‌باشد. در این پژوهش امکان تولید "چدن نشکن آستمپر با قابلیت ماشین‌کاری" با انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب و سیکل عملیات حرارتی آستنیته در دمای 850 درجه‌ی سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، آستمپرینگ در دمای 390 درجه‌ی سانتیگراد به مدت 60 دقیقه، ایجاد ساختار آسفرایتی با استحکام کششی 900 و استحکام تسلیم 705 نیوتن بر میلیمتر مربع، ازدیاد طول نسبی 15درصد، سختی 232 برینل، استحکام خستگی 370 نیوتن بر میلیمتر مربع و بهبود برآیند نیروی برشی و در نتیجه بهبود قابلیت ماشین‌کاری به مقدار 20درصد امکان‌پذیر شد.  

منابع و مأخذ:

1- John R. Keough., “ADI Developments inNorth America”, World Conference on ADI,

USA, Sep. 2002.

2- J. R. Keough., “Austempered Ductile Iron”,Section VI, Sorel Metal, Ductile Iron Data for

Design Engineers, Aug.1998

3- Alan P. Druschitz., and David C.Fitzgerald., Introduction a new Machinable

Austempered Ductile Iron, 2003 SAE WorldCngress, Detroit, Michigan, March 3-6, 2003

4- F. Zanardi., Fatigue properties andmachinability of ADI, Italy, Fonderia, 10,

pp.27-32, 2005.

5- B. Kovacs., Heat treating of austemperedductile iron, AFS Trans.91-75, pp.281-286,

1991

6- S.E. Stenford., J. Storesun., and R.Sandstorm., “Influence of Heat Treatment and

Composition on the Mechanical Properties andMachinability of Austempered Ductile Iron”,

ASME, 1986, pp. 227-236

7- T. Shiokawa., “The Influence of AlloyingElements and Heat Treatment Condition on the

Microstructure and Mechanical Properties ofAustempered Ductile Iron”, in Proc. of 3rd

International Conference on ADI. Chicago,1991. pp.375-387

8- B. Y. Lin., E. T. Chen., and T. S. Lei., “TheEffect of Alloy Elements on the Microstructure

and Properties of Austempered Ductile Irons”,Scripta Metall. Mater., 1995, 32: 1363-1367

9- M. C. Cakir., A. Bayram., Y. Isik., and B.Salar., “The Effects of Austempering

Temperature and Time onto the Machinabilityof Austempered Ductile Iron”, Mater. Sci.

Eng. A, 2005, 407:147-153

10- M.C. Cakir., and Y. Isik., “Investigatingthe Machinability of Austempered Ductile

Irons having Different AustemperingTemperatures and Times”, Materials and

Design, 29 (2008) 937–942

11- J. Aranzabal., I. Gutierrez., and J. Urcola.,“Influence of Heat Treatment on

Microstructure of Austempered Ductile Iron”,Mater. Sci. Technol., 1994, 10:728-737

12- K. Brandenberg., “MachiningAustempered Ductile Iron”, ApplicationEngineer, Applied Process Inc. Technologies

Div. Livonia, MI, SME Report, 5/2002

13- S. Yoshino., “Mechanical Properties ofFatigue of Austempered Ductile Iron”, in 2nd

International Conference on ADI, ASME-GearResearch Insitute, 1986, pp. 337-348

14- J.F Janowak., Alagarsamy A, andVenugopalan D., “Fatigue Strength of

Commercial Ductile Irons”. AFS Trans., 1990;123:511–518.

15- J. Zapletal., S. Vechet., J. Kohout., and K.Orbtlik.,"Fatigue Life Time of AustemperedDuctile Iron from ultimate Tensile Strength toPermanent fatigue limit",J.Strength of

Materials, Vol.40,No.1, 2008,pp.32-35.

16- U. Seker., and H. Hasirci., Evaluation ofmachinability of austrempered ductile irons in

terms of cutting forces and surface quality,journal of Materials Processing Technology

173, pp 260-268, 2006

17- O. J. Moncoda., R. H. Spicacci., and J. A.Sikora., “Machinability of Austempere Ductile

Iron”, AFS Trans., 1998, 106:39-44

18- O. Yanagisawa., and N. Varahraam.,“Properties of Austempered Ductile Iron in

Equipment Designed for Consecutive instreamTreatment Gravity-Die Casting, and

Direct Austempering”, Cast

19- تدین سعیدی، م.، و ثابت، ح. مبانی چدن نشکن، انتشاراتدانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، سال 1386