بررسي ميكروساختار و چقرمگي ضربه يك فولاد بينيتي دما پايين نانو ساختار

Microstructures and Impact Toughness of Nanostructured, Low Temperature Bainitic Steel

فولادهاي بينيتي نانو ساختار طي دهه اخير با كمك تئوري استحاله فازي توسعه يافته اند. اين فولادها ضمن هزينه توليد بسيار پايين در مقايسه با فولادهاي ماريجينگ از تركيب بسيار مناسبي از استحكام و چقرمگي بالا برخوردار هستند. در تحقيق حاضر به منظور بررسي نقش ساختار ميكروسكوپي روي چقرمگي شكست ، فولاد با تركيب شيميايي مشخص در كوره القايي تحت اتمسفر گاز ارگون ذو بريخته گري شد. جهت به دست آوردن يك فولاد تميز ، شمش ريختگي تحت عمليات ESR قرار گرفته و در نهايت براي كاهش ضخامت و همچنين تبديل ساختار ريختگي به يك ساختار كار شده عمليات نورد اعمال گرديد. جهت حصول ساختار بينيتي ، عمليات آستنيته در دماي 950°C و استحاله ايزوترمال در دماهاي 200 و 250 و 300 درجه سانتيگراد و به ترتيب در زمان هاي 72 و 16 و 6 ساعت صورت گرفت. زمان بهينه عمليات استمپرينگ با استفاده از آزمون پراش اشعه اكس به دست امد. نتايج آزمون ضربه نشان مي دهد كه با افزايش دماي استمپرينگ ، انرژي جذب شده نمونه هاي استمپر شده افزيش مي يابد. ، در حاليكه سختي كاهش مي يابد. همچنين شكست نگاري با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان مي دهد كه با افزايش دماي استمپرينگ سطح شكست كليواژ كاهش مي يابد.

In the recent decade, developing of nanostructured low temperature bainitic steels with exceptional combination of ultimate tensile strength of about 2.2 GPa and respectable levels of fracture toughness have been come into attention. These steels are well comparable with maraging steels, which are at least ninety times more expensive. In this research, steel with distinct chemical composition casting at a high frequency induction furnace under argon gas atmosphere. The cast sample was subjected to electro slag remelted (ESR) in order to obtain a clean steel. To change the structure of the cast steel to a wrought structure and also reduce the thickness of the cylinder, hot rolling was carried out after ESR. Samples were heat treated by austenitization at 950 ºC for 30 min followed by isothermal transformation at a temperature in the range of 200–300 ºC for different times. Optimum time of austempering treatment and thickness of bainitic plates were calculated by X-Ray diffraction analysis. The results showed that the impact absorbed energy of austempered samples in higher temperature is much greater than that of the low-temperature austempered sample while the hardness is lower. Typicale SEM images of impact fracture surface show that the cleavage fracture facet decrease by increase austempering temperature.