بررسی تاثیر عملیات زیرصفر عمیق بر سختی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 3255/1
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمرتضی صفری 1 , علی شفیعی 2 , کامران امینی 3
1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - دانشیار دانشگاه صنعتی اصفهان
3 - استادیاردانشکده مهندسی مکانیک، واحد تیران، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
الکلمات المفتاحية: عملیات برودتی زیرصفر, فولاد تندبر, رفتار سایشی,
ملخص المقالة :
یکی از روشهای بکار رفته برای کاهش و یا حذف آستنیت باقیمانده، استفاده از عملیات زیرصفر عمیق میباشد. فولاد ابزار تندبر گیگانت (3255/1) از جمله فولادهایی است که دمای پایان استحاله مارتنزیتی آن کمتر از صفر درجه سلسیوس است. با توجه به کاربرد گسترده این فولاد، استفاده از عملیات زیرصفر عمیق جهت کاهش آستنیته باقیمانده امری ضروری به نظر میرسد. در این پژوهش، تاثیر مدت زمان نگهداری 1، 24 و 48 ساعت در عملیات زیرصفر oC196- بر ساختارمیکروسکوپی، مقدار سختی و مقاومت به سایش به وسیله آزمونهای متالوگرافی با استفاده از میکروسکوپهای نوری و الکترونی(SEM)، سختی سنجی و آزمون سایش در این فولاد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از افزایش خواص مکانیکی نظیر سختی و مقاومت سایشی با افزایش زمان نگهداری در دمای oC196- میباشد. بدین ترتیب که این عملیات منجر به افزایش سختی و مقاومت سایشی به ترتیب در حد 3/6% و 75% برای زمان نگهداری 48 ساعت در دمای oC196- شده است. افزایش خواص مکانیکی نظیر سختی و مقاومت سایشی در عملیات زیرصفر عمیق در ارتباط با کاهش مقدار آستنیت باقیمانده، رسوب کاربیدهای بسیار ریز و افزایش در کسر حجمی این کاربیدهاست. بررسی سطوح و ذرات ناشی از سایش به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشانگر آن است که مکانیزم غالب، سایش چسبان به همراه تریبوشیمیایی میباشد. همچنین، در اثر عملیات زیرصفرعمیق ذرات ناشی از سایش تردتر و ریزتر میشوند.
1- A. Bensely, A. Prabhakaran, D. Mohan Lal, and G. Nagarajan"Enhancing the Wear Resistance of Case Carburized Steel (En 353) by Cryogenic Treatment", Cryogenics, Vol. 45, No. 12, pp. 747-754. , 2005.
2- Y. Dong, X. Lin, and H.S. Xiao, "Deep Cryogenic Treatment of High-Speed Steel and Its Mechanism", Heat Treatment of Metals, Vol. 25, pp. 55-59. 1998.
3- J.D. Darwin, D. Mohan Lal, and G. Nagarajan, "Optimization of Cryogenic Treatment to Maximize the Wear Resistance of 18% Cr Martensitic Stainless Steel by Taguchi Method", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 195, No. 1-3, pp. 241-247. 2008.
4- A. Molinari, M. Pellizzari, S. Gialanella, G. Straffelini, and K.H. Stiasny, "Effect of Deep Cryogenic Treatment on the Mechanical Properties of Tool Steels", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 118, No. 1-3, pp. 350-355. 2001.
5-ASTM G99-05, "Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus", ASTM Book of Standards; Vol. 03.02, West Conshohocken, Pa, United States. In. accessed. 2005.
6- D. Das, A.K. Dutta, V. Toppo, and K.K. Ray, "Effect of Deep Cryogenic Treatment on the Carbide Precipitation and Tribological Behavior of D2 Steel", Journal of Materials Manufacturing Process Vol. 22, No. 4, pp. 474-480. 2007.
7- F. Meng, K. Tagashira, R. Azume, and H. Sohma, "Role of Eta-Carbide Precipitation in the Wear Resistance Improvements of Fe-12cr-Mo-V-1.4c Tool Steel by Cryogenic Treatment", ISIJ International, Vol. 34, No. 2, pp. 205-210. 1994.
8- J.Y. Huang, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, I.J. Beyerlein, M.A. Bourke, and T.E. Mitchell, "Microstructure of Cryogenic Treated M2 Tool Steel", Materials Science and Engineering A, Vol. 339, No. 1-2, pp. 241-244. 2003.
9- A. Bensely, S. Venkatesh, Mohan D. Lal, G. Nagarajan, A. Rajadurai, and K. Junik, "Effect of Cryogenic Treatment on Distribution of Residual Stress in Case Carburized En 353 Steel", Materials Science and Engineering: A, Vol. 479, No. 1-2, pp. 229-235. 2008.
10- P.F. Stratton, "Optimizing Nano-Carbide Precipitation in Tool Steels", Materials Science and Engineering: A, Vol. 449-451, pp. 809-812. 2007.
11- R. Kamran Amini, and P. Nash, "Effect of deep Cryogenics treatment of nano-size carbides and the wear behavior of D2 tool steel ", international journal of minerals Metallurjy and materials volume 19 sep2012 page 795. 2012.
12- J.D. Darwin, D. Mohan Lal, and G. Nagarajan, "Optimization of Cryogenic Treatment to Maximize the Wear Resistance of 18% Cr Martensitic Stainless Steel by Taguchi Method", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 195, No. 1-3, pp. 241-247. 2008.
13- V. Leskovsek, M. Kalin, and J. Vizintin, "Influence of Deep-Cryogenic Treatment on Wear Resistance of Vacuum Heat-Treated HSS", Vacuum, Vol. 80, No. 6, pp. 507-518. 2006.