تاثیر پارامترهای عملیات حرارتی مکانیکی بر ایجاد ترکهای گرم در فولاد کم آلیاژ
چکیده
در تحقیق انجام شده عیوب سطحی میلگردهای نورد گرم شده کم آلیاژ، فولاد 41cr4، با تاکید بر عیب ترکهای گرم سطحی بررسی شده و تاثیرات هر یک از عوامل و تجهیزات تولید، زمان و درجه حرارت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . در این راستا علل بروز ترکهای گرم به دو دسته مکانیکی و متالوژی تقسیم و تاثیر عوامل به همراه راه حلهای مربوطه ذکر گردیده است . از جمله این موارد بررسی قفسه نورد اولیه (خشن) (از نظر کیفیت سطحی غلتک ، جک و متعلقات مربوطه و میزان کاهش)، نودر میانی (طراحی گذرگاه بیضی مناسب)، قفسه نورد نهایی و اثر مخرب برخی عناصر مثل قلع، مس ، گوگرد زیاد و ناخالصیهای موثر بر ایجاد ترکهای گرم سطحی می باشد. از طرف دیگر تاثیر عوامل حرارتی مکانیکی بر خواص فولاد مذکور با اعمال دو مقدار 55 و 69 درصد تغییر فرم درجه حرارت پایانی 850 و 1000 درجه سانتی گراد بررسی و توسط آزمایشهای سختی سنجی، متالوگرافی سطح (ریز ساختار و اندازه دانه آستنیت)، کشش و ضربه نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . در انتها به منظور بررسی تاثیر عیوب سطحی ایجاد شده برروی میلگردهای تولیدی بر فرم پذیری آنها در خلال عملیات آهنگری گرم بعدی، نمونه هایی استوانه ای از میلگردهای نورد شده در حالتهای مختلف پس از نورد گرم، پس از نورد گرم، و ماشینکاری(peeling) شده، پس از نورد گرم و تراشکاری شده و درجه حرارت کار گرم به میزان 30 الی 60 درصد آهنگری گرم (hot upset) گردید. نتایج حاصل از بررسیهای انجام شده حاکی از آن است که با فرض استفاده از مواد اولیه مناسب و در نظر داشتن مسائل متالوژیکی، با حذف علل مکانیکی بروز ترکهای سطحی و رعایت برخی نکات طراحی، می توان از ایجاد ترکهای گرم سطحی بر روی میلگردهای فولادی کم آلیاژ 41cr4 جلوگیری به عمل آورد. از جمله این نکات ، کاهش سطح مقطعهای مناسب ، بخصوص در آخرین مرحله حداکثر 15 درصد و طراحی صحیح و مناسب گذرگاه بیضی (قبل از گذرگاه دایره نهایی) می باشد. همچنین با ثابت بودن کاهش سطح مقطع و افزایش درجه حرارت پایانی نورد از 850 به 1000 درجه سانتی گراد، اندازه دانه به میزان یک واحد استاندارد astm رشد، سختی حدو 6 درصد و استحکام تسلیم و کششی حدود 2/5 درصد افزایش و ازدیاد طول نسبی حدود 6 درصد و انرژی ضربه حدود 40 درصد کاهش و بدنبال آن استحکام تسلیم حدود 9 درصد، ازدیاد طول نسبی حدود 12 درصد و نهایتا انرژی ضربه حدود 42 درصد افزایش یافته است . از طرف دیگر آزمایشهای فرم پذیری نمایانگر این واقعیتند که شیارهای سرتاسری عمیق و نیمه عمیق ناشی از ابزار و لوازم تولید میلگرد اثری بر فرم پذیری نمونه ها در عملیات آهنگری گرم نداشته و لیکن ترکهای سطحی در هر حالت باعث اسقاط شدن نمونه ای آهنگری شده در فرایند تولید می شوند.