بررسی اثر مورفولوژی مارتنزیتی و توزیع آن درزمینه فریتی برخواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ

بررسی اثر مورفولوژی مارتنزیتی و توزیع آن در یک زمینه فریتی بر روی خواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ

مرتضی زندرحیمی ، مینا افضلی

بخش مهندسی مواد، دانشگاه شهید باهنر کرمان

در این پژوهش اثر مورفولوژی مارتنزیتی و توزیع آن در یک زمینه فریتی بر روی خواص مکانیکی فولاد کم آلیاژ مورد بررسی قرار گرفته است. دو نوع متفاوت ساختار میکروسکوپی توسط عملیات حرارتی توسعه یافته است. ابتدا فولاد در درجه حرارت ۱۲۰۰ سانتیگراد بمدت یکساعت تحت عملیات همگن سازی قرار گرفت و سپس ۲ سیکل عملیات حرارتی بر روی نمو نه ها انجام شد. بعد از عملیات حرارتی نمو نه ها تحت آزمایش متالوگرافی، کشش، ضربه و سختی سنجی قرار گرفتند و سطح شکست آنها مورد بررسی قرار گرفت.نتایج متالوگرافی نشان می دهند با افزایش درجه حرارت بین بحرانی کسر حجمی مارتنزیت افزایش پیدا می کند.ونتایج آزمایش کشش نشان می دهندکه خواص استحکامی فولاد افزایش یافته است. چنین بهبودی را هم می توان با نورد گرم فولاد در محدوده دو فازی بدست آ ورد. شبکه پیوسته مارتنزیتی ایجاد شده در اثر عملیات بین بحرانی باعث بهبود سطح تماس بین مارتنزیت و فریت شده و در نتیجه باعث افزایش خواص استحکامی فولاد شده است. سطوح شکست شامل سطح شکست ترد و کلیواژ می باشد.

اگر سرعت سرد کردن آستنیت بسیار بالا باشد، فرصتی برای نفوذ و تشکیل فازهای پرلیت و سمانتیت وجود نخواهد داشت. در این حالت کربن در داخل ساختار باقی می مانند و فاز جدیدی تشکیل می شود که مارتنزیت (Martensite) نامیده می شود. این فاز، فازی غیر تعادلی با شبکه BCT (Body Centered Tetragonal) است. به همین دلیل بر روی نمودار تعادلی آهن – کربن نمایش داده نمی شود.

مارنتزیت فازی بسیار سخت با استحکام بالا و شکل پذیری پایین است. سختی مارتنزیت در برخی مواقع تا ۷۰۰ برینل هم می رسد. به همین منظور معمولا پس از تشکیل مارتنزیت، معمولا فولاد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا انعطاف پذیری آن افزایش یابد. در این حالت ساختاری تشکیل می شود که به مارتنزیت تمپر شده (Tempered Martensite) معروف است.

کلمات کلیدی:

مورفولوژی، مارتنزیت، فریت، عملیات حرارتی بین بحرانی