در تحقیق حاضر سعی شده است ترکیب شیمیایی فولادهای کم آلیاژی حاوی عناصر nicrmov بهینه شود. بدین منظور تاثیر عناصر وانادیم. مولیبدن و کربن بر خواص مکانیکی بخصوص تافنس مدنظر قرار گرفته است . در این راستا نمونه هایی با مقادیر متفاوت از عناصر وانادیم، مولیبدن و کربن ریخته گری شده واز انجام فورج و عملیات حرارتی، بمنظور تعیین خواص مکانیکی آزمایشهای کشش ، ضربه و سختی سنجی انجام شده است . همچنین جهت بررسی تاثیر این عناصر بر ریزساختار میکروسکوپی و رفتار شکست نمونه ها، مطالعات میکروسکوپی اعم از متالوگرافی و شکست نگاری صورت گرفته است . افزایش درصد وزنی وانادیم در محدوده مورد بررسی باعث افزایش استحکام تسلیم و کششی شده و متناظر با آن خواص داکتیلیتی کاهش یافته است ولیکن انرژی ضربه و درصد شکست نرم تغییرات محسوسی نداشته اند. افزایشی درصد وزنی مولیبدن تا 0/87 درصد، باعث افزایش استحکام تسلیم و کششی شده و انرژی ضربه را به میزان 28 ژول افزایشی داده است . در این حالت فولاد حاوی 0/87 درصد مولیبدن با 62 درصد شکست نرم ماکزیمم داکتیلیتی را در بین تمامی فولادهای مورد بررسی دارا می باشد. افزایشی درصد وزنی کربن نیز باعث افزایش استحکام تسلیم و کششی شده و متناظر با آن خواص داکتیلیتی کاهش یافته است . در این حالت انرژی ضربه با 16 ژول کاهش همراه بوده و شکست نرم نیز بمیزان 22 درصد افت نموده است . شکست نگاری نمونه های آزمایش ضربه سطح شکست شبه کلیواژی را به نمایش گذاشته که با افزایش انرژی ضربه مکانیزم شکست حفره ای غالب شده است . همچنین تغییر درصد وزین عناصر مورد بررسی تاثیری در ریزساختار میکروسکوپی و اندازه دانه آستنیت اولیه نداشته است . با توجه به نتایج آزمایشهای مکانیکی بهترین ترکیب شیمیایی از لحاظ مقادیر عناصر کربن، مولیبدن و وانادیم جهت حصول تلفیق مناسبی از استحکام و تافنس تعیین شده است .

جهت بدست آوردن خواص مکانیکی بهینه، سیکل های مختلف عملیات حرارتی شامل چهار نوع بر روی دو فولاد حاوی نیکل، کروم، مولیبدن و وانادیم انجام شد . سیکلهای عملیات حرارتی اعمال شده شامل کوئنچ و تمپر مرسوم، عملیات حرارتی بین بحرانی، عملیات کوئنچ سربالا و عملیات حرارتی آستمپر ایزوترم بودند. فرآیندهای فوق به ترتیب باعث ایجاد ریزساختارهای مارتنزیت تمپرشده، مارتنزیت تمپرشده به همراه فریت ، مارتنزیت تمپرشده در دمای پائین به همراه مارتنزیت تمپر شده در دمای بالا و در نهایت مارتنزیت تمپر شده به همراه بینیت گردید. جهت تعیین خواص مکانیکی، آزمایشهای کشش و ضربه و برای بررسی ریزساختار از میکروسکپ نوری استفاده گردید.