بررسي خواص كششي و شكست فولاد دو فازي توليد شده با عمليات آنيل ميان بحراني

Study of Tensile Properties and Fracture Behavior Dual-Phase Steel Produced Via Intercritical Annealingter

در اين تحقيق، خواص كششي و رفتار شكست فولاد دو فازي توليد شده با عمليات آنيل ميان بحراني مورد بررسي قرار گرفته است. براي توليد نمونه هاي فولاد دوفازي با درصدهاي متفاوت فاز مارتنزيت، از دو فولاد با ميزان كربن حدود 0/09 و 0/17 درصد وزني و ريزساختار فريت- پرليتي استفاده شد. عمليات آنيل ميان بحراني در دماهاي متفاوت در ناحيه دوفازي فريت -آستنيتي انجام شد و نمونهها پس از نگهداري در اين دماها، تا دماي محيط در آب سريع سرد شدند. ميزان فاز مارتنزيت در نمونه هاي فولاد دوفازي با استفاده از نرمافزار تحليل تصويري MIP تعيين شدند. براي بررسي خواص كششي و شكست كششي نمونه هاي فولاد دوفازي توليد شده در اين تحقيق از آزمون كشش تك محوري استفاده شد. نتايج آزمايش كشش نشان دادند كه در كسر حجمي تقريباً يكسان فاز مارتنزيت، نمونه هاي فولادي با درصد كربن بيشتر استحكام تسليم و كششي بيشتري دارند، اما قابليت انعطاف كمتري از خود نشان ميدهند. با بررسي رفتار كارسختي مشخص شد كه با افزايش كرنش رفتار كارسختي نمونه ها تغيير ميكند. نمونه هاي با درصد مارتنزيت بالاتر و همچنين در كسر حجمي تقريباً يكسان مارتنريت با مقدار كربن مارتنزيت بيشتر، نرخ كارسختي بالاتري نشان دادند كه باعث افزايش استحكام فولاد شد. اما با افزايش كرنش، نرخ كارسختي نمونه ها با مقدار مارتنزيت بيشتر به دليل احتمال شكست ذرات درشت مارتنزيت با شدت بيشتري در مقايسه با نمونه هاي با مارتنزيت كمتر كاهش مييابد،كه باعث كاهش قابليت انعطاف فولاد ميشود. همچنين بررسي ريزساختار نمونه هاي كشش شكسته شده در جهت طولي نشان داد كه شكست ذرات مارتنزيت مكانيزم غالب جوانه زني حفره است.

In this research, tensile properties and fracture behavior of dual-phase steel samples produced by intercritical annealing process has been investigated. Two different steels with 0.09 and 0.17wt.% carbon and ferrite-pearlite microstructures were used in order to produce dual-phase steel samples. Intercritical annealing processes were conducted at different temperatures belong to the ferrite+austenite phase region, with a subsequent water quenching to room temperature. The martensite contents in dual-phase steel samples were measured using MIP image analyzing software. Uniaxial tensile tests were conducted for evaluating the tensile properties and tensile fracture behavior of steel samples. The tensile test results showed that for the same amount of martensite in the microstructures, the yield and tensile strengths are higher and ductility is lower in the case steel samples have higher carbon contents. In addition, work hardening behavior of steel samples changed with an increase in the strain. The steel samples with greater martensite contents or higher martensite carbon content (similar martensite contents in steels in this case) showed higher work hardening rates leading to an increase in the strength of steel. However, the size of martensite islands (increased as the martensite volume fraction increased) was found to have a lowering effect on the work hardening rate (and hence, ductility) of steel samples, mainly due to the higher probability of larger martensite islands to fracture during straining. The examination of steel microstructures indicated that the martensite fracture is the predominant mechanism for void nucleation.