توسعه فولادهای نانو ساختار بینیتی به روش عملیات حرارتی دومرحله‌ای

چکیده

امروزه فولادهای نانوساختار بینیتی به دلیل خواص مکانیکی ویژه، از جمله استحکام، سختی بالا، چقرمگی قابل قبول و هم‌چنین هزینه‌های تولید نسبی پایین مورد توجه قرار گرفته‌اند. مشکل اصلی برای صنعتی شدن این نوع فولادها مدت زمان طولانی استحاله هم‌دمای بینیتی است که به موجب آن، زمان و هزینه‌های تولید افزایش می‌یابد. در این پژوهش برای کاهش زمان تولید و تسریع استحاله هم‌دمای بینیتی از فولاد کربن متوسط به‌جای فولاد پرکربن، و برای جلوگیری از رشد صفحات ضخیم از عملیات آستمپرینگ دومرحله‌ای استفاده شده است. برای انجام عملیات حرارتی، نمونه‌ها ابتدا در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه آستنیته شده و سپس در کوره حمام نمک قرار داده شدند تا در بازه های زمانی 1 تا 12 ساعت در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی‌گراد در طی یک یا دومرحله، استحاله هم‌دمای بینیتی انجام شود. نمونه‌ها تحت بررسی‌های ریزساختاری، آزمون کشش، سختی‌سنجی ویکرز و پراش پرتو ایکس قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد که کاهش مقدار کربن و اعمال آستمپرینگ دومرحله‌ای به سبب کاهش زمان استحاله و هم‌چنین کاهش دمای استحاله در مرحله دوم، موجب می‌شود صفحات بینیتی هرچه ظریف‌تر شده و از تشکیل آستنیت های ناپایدار جلوگیری کند که این خود باعث بهبود خواص مکانیکی در این فولاد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of Nanostructured Bainitic Steel by Utilizing the Two Steps Austempering Heat Ttreatment

چکیده [English]

Special mechanical properties of nano structure bainitic steel such as high tensile strength, hardness, toughness and low manufacturing cost have attracted considerable attention in the past few years. However, the main problem for this type of steels to be industrialized, long austempering process period which increases production costs. In this research, in order to accelerate the bainitic transformation, carbon concentration was decreased and two steps austempering process was employed to prevent the bainite laths thickening. Specimens were austenetized at 1000 ᵒC for 15 min and were kept in the salt bath between 1-12 hours at temperatures in the range of 250-300ᵒC in one step or two step bainite transformation. Standard metallography, XRD and scanning electron microscopy techniques were utilized for the microstructural characterization and the tensile and hardness test were employed for mechanical properties evaluation. The obtained results show that two steps austempering process and lower carbon concentration lead to lower austempering period as well as formation of more stable retained austenite which results in higher mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Medium Carbon Steels
  • Nanostructure Bainite
  • Two Steps Austempering
  • Mechanical properties