تاثیر عملیات زیر صفر عمیق بر سختی و رفتار سایشی فولاد1.2344 DIN
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین
بهنام مکاریان خوزانی
1
,
کامران امینی
2
,
حمید غیور
3
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - -دانشیار، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
-دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد تیران، دانشگاه آزاد اسلامی، تیران، اصفهان، ایران
3 - استادیار، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
الکلمات المفتاحية: سختی, مقاومت سایشی, آستنیت باقیمانده, عملیات زیر صفر عمیق, فولاد DIN1.2344,
ملخص المقالة :
عملیات زیرصفر، عملیات تکمیلی است که بر روی انواع فولادهای ابزار، فولادهای کربن دهی شونده، تندبر، با هدف بهبود مقاومت سایشی و سختی انجام میگردد. در این پژوهش تاثیر عملیات زیر صفر عمیق بر روی رفتار سایش سرد، سختی و ریزساختار فولاد گرم کار1.2344 مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه‌ها پس از پیشگرم در دمای C◦800 به مدت 20 دقیقه و سپس عملیات آستنیته در دمای C◦1050 به مدت زمان 50 دقیقه در روغن کوئنچ گردیدند. برای بررسی تاثیر عملیات زیرصفر، بعضی از نمونه‌ها تحت عملیات زیرصفر در محیط نیتروژن مایع به مدت 24 ساعت قرار گرفتند. نتایج نشان داد، میزان آستنیت باقیمانده از 8% در نمونه کوئنچ به میزان بسیار کم در نمونه زیرصفر شده می‌رسد. همچنین نتایج نشان داد که عملیات زیر صفر عمیق، منجر به افزایش سختی و افزایش مقاومت در برابر سایش به ترتیب به میزان 25% و 49% در مقایسه با نمونه کوئنچ- تمپر میگردد. دلیل بهبود سختی و مقاومت به سایش در نمونه‌های زیرصفر شده کاهش در مقدار آستنیت باقیمانده، رسوب کاربیدهای ریز و نانومتری، توزیع بهتر کاربیدها و افزایش درصد کاربید ها است. همچنین بررسی سطوح سایش حاکی از آن است که مکانیزم غالب سایش، چسبان و تریبوشیمیایی است و ذرات جداشده از سطح در نمونه زیرصفر شده ریزتر می‌باشند.
1-K. Amini, A. Akhbarizadeh, S. Javadpour "Cryogenic heat treatment of the ferrous materials – a review of the current state", Metallurgical Research and Technology, Vol. 113, No. 6, pp. 3244-3256, 2016.
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-K. Amini, A. Akhbarizadeh, S. Javadpour "Effect of deep Cryogenics
treatment of nano-size carbides and the wear behavior of D2 tool steel", International Journal of Minerals Metallurgy and Materials, Vol. 19, pp. 795-799, 2012.
4-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.
5-K. Amini, A. Akhbarizadeh, S. Javadpour "Investigating the effect of holding duration on the microstructure of 1/2080 tool steel during the deep cryogenic heat treatment", Vacuum, Vol. 85, No. 6, pp.1534-1540, (2012).
6-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.
7-J.Y. Huang, Y.T. Zhu, X.Z. Liao, I.J. Beyerlein, M.A. Bourke, and T.E. Mitchell, "Microstructure of CryogenicTreated M2 Tool Steel", Materials Science and Engineering A, Vol. 339, No. 1-2, pp. 241-244. 2003.
8-K. Amini, A. Akhbarizadeh, S. Javadpour" Effect of Carbide Distribution on Corrosion Behavior of the Deep Cryogenically Treated 1.2080 Steel”, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 25(2), pp. 364-373, 2016.
9-ASTM E975-00: Standard Practice for X-Ray Determination of Retained Austenite in Steel with near Random Crystallographic Orientation, ASTM Book of Standards, V 03.01, West Conshohocken, PA, United States, (2004).
9-H. Paydar, K. Amini, A. Akhbarizadeh "Investigating the effect of deep cryogenic heat treatment on the wear behavior of 100Cr6 alloy steel", Kovove Materialy - Metallic Materials, Vol. 52, pp. 163-169, 2014.
10-K. Amini, S. Nategh, A. Shafyei "Effect of deep cryogenic treatment on 80CrMo12 5 tool steel properties", International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, Vol. 12, No. 1, pp. 30-37, 2012.
11-K Amini, A. Akhbarizadeh, S. Javadpour " Investigating the effect of quench environment and deep cryogenic treatment on the wear behavior of AZ91", Materials and Design, Vol. 54, pp. 154–160, 2014.
12-P.F. Stratton "Optimizing Nano-Carbide Precipitation in Tool Steels", Materials Science and Engineering: A, Vol. 449-451, pp. 809-812, 2007.
13-D. Das, A.K. Dutta,K.K. Ray "Sub-Zero Treatments of AISI D2 Steel: Part Ii. Wear Behavior", Materials Science and Engineering: A, Vol. 527, No. 9, pp. 2194-2206, 2010.
14-A. Akhbarizadeh, A. Shafyei, M.A. Golozar "Effects of Cryogenic Treatment on Wear Behavior of D6 Tool Steel", Materials & Design, Vol. 30, No. 8, pp. 3259-3264, 2009.
15-K. Kato, K. Adachi, Wear Mechanisms. Chapter 7 of Modern Tribology Handbook, Ed. B. Bhushan, CRC Press. Boca Raton, 2001.
16-G.A. Fontalvo, R. Humer, C. Mitterer, K. Sammt, I. Schemmel "Microstructural Aspects Determining the Adhesive Wear of Tool Steels", Wear, Vol. 260, No. 9-10, pp. 1028-1034, 2006.
17-B. Bhushan, Introduction to Tribology, John Wiley & Sons. New York, NY, 2002.
18-J. Yang, Y. Liu, Z. Ye, D. Yang, S. He "Microstructural and Tribological Characterization of Plasma- and Gas-Nitrided 2Cr13 Steel in Vacuum", Materials & Design, Vol. 32, pp. 808-814, 2011.
19- M. Aghakhani, A. Shafyei, M.A. Aghakhani "Effect of Deposition Regime on Tribological Behavior of VK8Coating on 1.2344 Tool Steel Obtained by Electro Spark Method", Journal of Advanced Materials and Processing, Vol. 1, pp.21-28 , 2013.
