بررسی ریز ساختارها و خواص مکانیکی فولاد aisi5140 در حالت دو فازی فریتی- مارتنزیتی

فولادهای کم آلیاژ دوفازی با ریزساختار فریتی- مارتنزیتی در طول چند دهه گذشته بطور گسترده ای توسعه یافته و خواص مکانیکی بهینه ای نظیر رفتار تسلیم پیوسته و ترکیبی از استحکام با ضربه پذیری بالا را ارائه نموده اند. در این پژوهش بر روی ارتباط بین خواص مکانیکی فولاد عملیات حرارتی پذیر aisi5140 با ریزساختارهای دوفازی فریتی- مارتنزیتی در مقایسه با شرایط کوئنچ تمپر معمولی با ریزساختار تماما مارتنزیتی تحقیق شده است. بدین منظور از طریق عملیات حرارتی کوئنچ پله ای در ناحیه دوفازی ?+?، کسر حجمی های مختلفی از فریت و مارتنزیت در محدوده دمای بحرانی ? 600 و با قرار دادن در زمان های مختلف بدست آمد. ابتدا نمونه ها در دمای ?900 به مدت 1 ساعت آستنیته شده و در کوره حمام نمک ?600 برای مدت زمان هایی بین 15 تا 35 ثانیه قرار گرفته و در نهایت در آب کوئنچ گردیدند. در ادامه به منظور بهینه سازی خواص ضربه پذیری، نمونه ها در دمای ?600 به مدت 30 دقیقه تمپر گردیدند. از میکروسکوپ نوری و الکترونی و همچنین آزمون های مکانیکی استفاده گردید تا روابط بین خواص مکانیکی با ریزساختارهای دوفازی در مقایسه با نمونه های تماما مارتنزیتی بررسی شود. نتایج تجربی ارائه شده در این پژوهش نشان می دهد که نمونه های تماما مارتنزیتی دارای بالاترین استحکام تسلیم و کششی نهایی بوده ولی خواص ضربه پذیری نمونه های دوفازی فریتی- مارتنزیتی در مقایسه با نمونه های تماما مارتنزیتی بطور گسترده ای افزایش یافته است. برای نمونه های دوفازی فریتی- مارتنزیتی با کاهش کسر حجمی مارتنزیت، استحکام کاهش ولی خواص ضربه پذیری افزایش می یابد. همچنین نمونه های دوفازی دارای تغییر طول بالاتری در مقایسه با نمونه های کوئنچ- تمپر مستقیم هستند. نتایج ارائه شده نشان می دهد به منظور بهینه سازی خواص مکانیکی فولاد aisi5140 در شرایط دوفازی فریتی- مارتنزیتی می بایست دو پارامتر کسر حجمی فازها و مورفولوژی آنها به طور دقیق کنترل شود.1