بررسي تجربي اثر پيرسازي بر خواص مكانيكي و ارتعاشي فولادهاي كربني SA516

Experimental study of aging effect on mechanical and vibrational properties on carbon steel SA516

هنگام بهره برداري در شرايط فوق گرمايش بلندمدت، تغييرات ساختاري مهم ترين عامل افت خصوصيات مكانيكي و موجب كاهش عمر قطعات داغ در صنايع مي ياشد. با توجه به دشواري يا هزينه بر بودن آزمون هاي مورد نياز براي ارزيابي عمر باقيمانده، جستجوي روشي غيرمخرب، آسان و دقيق براي تخمين عمر باقيمانده قطعات داغ و ارزيابي عمر باقيمانده آنها ضروري و داراي مزاياي اقتصادي فراواني است. هدف از اين پژوهش، بررسي اثر تغييرات ساختاري بر فركانس طبيعي و ضرايب ميرايي نمونه هايي از فولاد كربني SA516-Grade55 مي باشد تا در صورت وجود اثرات معني دار، اين روش براي فلزات ديگر و به ويژه قطعات داغ نيروگاهي توسعه داده شود. در اين پژوهش با انجام عمليات حرارتي پيرسازي بر روي نمونه ها، تغييرات ساختاري شديدي ايجاد گرديد. به طوريكه پرليت تجزيه شده و به فريت و كاربيدهاي كروي شكل در مرزدانه ها تبديل شد. با افزايش تغييرات ساختاري مشخص گرديد كه فركانس هاي طبيعي مود اول تا ششم و ضريب كشساني كاهش و ضرايب ميرايي و كاهش لگاريتمي افزايش محسوسي مي يابند. اين نتايج اميدبخش تدوين يك روش نوين غيرمخرب براي تخمين عمر باقيمانده براي قطعات با جنس هاي مختلف در شرايط بهره برداري فوق گرمايش بلندمدت مي باشد.

In long-terms of overheating conditions, structural changes are the most important cause of mechanical deterioration and reduce the life of hot components. Given the difficulty or costliness of tests needed to assess the remaining life, searching for a non-destructive, simpler and more accurate way to estimate the remaining life of hot components and assess their remaining life is essential and have many economic benefits. The purpose of this study is to investigate the effect of structural changes on natural frequencies and damping coefficients of samples of carbon steel SA516-Grade55 so that, if there are significant effects, this method will be developed for other metals, in particular hot power plant parts. In this research, severe structural changes were observed on the samples by performing heat treatment of aging. As perlite decompose into ferrite and spheroidal carbides in the boundaries. With increasing structural changes, it was found that the natural frequencies of the first to sixth modes and the elastic modulus are decreased and the coefficients of damping and logarithmic decrease are increased significantly. These promising results are the elaboration of a non-destructive new method for estimating the remaining life for components of different types under long-term overheated operation conditions.