فرآوري ساختار كروي از فولاد پرمنگنز آستنيتي به روش جريان مذاب روي سطح شيب دار

Processing of Semisolid High Manganese Steel via Cooling Slope Approach

جريان مذاب در حال انجماد بر روي سطح شيب دار سبب درگيري بازوهاي دندريتي در حال رشد شده و شرايط لازم را براي كروي شدن ساختار در طي عمليات همدماي بعدي فراهم مي سازد كه در حالت نيمه جامد خواص سيلاني مطلوبي را نشان مي دهند. در اين پژوهش ، فولاد پرمنگنز بر روي يك سطح شيب دار با زاويه پنج درجه و طول سي سانتي متر از دماي ليكوئيدوس ريخته گري گرديد. نمونه هاي ريخته شده سپس در دماهاي مختلف و به مدت زمان هاي متفاوت در محدوده دو فازي مذاب - جامدها متفاوت نگهداري شدند. از محاسبات ترموكلك (Thermo-calc) به منظور تعيين دماهاي نگهداري همدما استفاده گرديد. نتايج بررسي هاي ميكروسكوپ نوري نشان داد كه ساختار انجمادي سطح شيب دار نسبت به ساختار دندريتي متداول تفاوت هاي بارزي را نشان مي دهد. نگهداري همدما در دماي پنجاه درصد كسر حجمي فاز جامد منجر به جدايش ثقلي قابل توجه گرديد. ساختار كروي مطلوب در نواحي فوقاني قطعات مشاهده گرديد كه كسر بالايي از فاز يوتكتيك مرز دانه اي را نشان مي دهند.

Flow of molten steel on cooling sloping plate during solidification exerts shearing force on dendritic arms which results in non-dendritic spherical grains during later holding process. In this research high manganese steel melt was poured on a 300mm length and 5° cooling slope plate. The as-cast specimens were cut into small pieces and heat treated in semisolid range for different periods of time and then quenched in water. ThermoCalc® software was used to calculate the isothermal treatment temperatures. Results of optical microscopy investigations show that as-slope cast specimens have considerable differences with conventional dendiritic microstructure. Heat treated specimens at temperature of 60% solid fraction resulted in considerable liquid phase segregation. Upper part of these specimens with segregated liquid phase show high spheridity of grains.