مقايسه درصد تخلخل، ريزساختار و رفتار فشاري فوم هاي فولادي حاوي 2 درصد وزني مس و 2 درصد وزني فسفر

Comparison on Porosity Percent, Microstructure and Compression Behavior of Steel Foams Containing 2 wt. % Cu and 2 wt. % P

در اين پژوهش، اثر افزودن 2 درصد وزني مس و 2 درصد وزني فسفر به صورت مجزا بر درصد تخلخل، ريزساختار و رفتار مكانيكي فوم هاي فولادي حاوي 0/5 درصد وزني كربن توليدشده به روش متالورژي پودر و با استفاده از دانه هاي اوره به عنوان پركننده فضا مورد مطالعه قرار گرفت. پس از توليد فوم هاي فولادي، تعيين درصد تخلخل به روش اندازه گيري ابعادي، ارزيابي هاي ريزساختار توسط مطالعات ميكروسكوپ هاي نوري و الكتروني و بررسي رفتار مكانيكي توسط انجام آزمون فشار صورت گرفت. ميانگين درصد تخلخل در فوم هاي حاوي 2 درصد وزني مس و 2 درصد وزني فسفر به ترتيب برابر 75 و 80 درصد است. در ارزيابي هاي ميكروسكوپي، دو دسته متفاوت از سلول ها مشاهده شد كه شامل سلول هاي ايجاد شده در اثر انحلال دانه هاي اوره و حفرات ايجاد شده در ديواره هاي سلول ها هستند. علاوه بر اين، ضخامت ديواره سلول ها بين 90 تا 102 ميكرون اندازه گيري شد. در منحني هاي تنش -كرنش فشاري فوم هاي حاوي مس و فسفر ناحيه پلاتو بسيار طولاني مشاهده شد. شايان يادآوري است كه ناحيه پلاتو در فوم هاي حاوي فسفر به صورت دندانه اره اي است كه به شكست ديواره سلول ها ارتباط دارد.

In this work, the effects of addition of 2 wt. % Cu and 2 wt. % P on the porosity percent, microstructure, and mechanical properties of 0.5 wt. % C steel foams manufactured by powder metallurgy through urea granulates as space holder were separately investigated. After manufacturing steel foams, determination of porosity percent by dimensional measurement, microstructural evaluation through optical and scanning electron microscopes, and investigation of mechanical behavior by compression test were conducted. The average of porosity percent in steel foams with Cu and P are 75 and 80 percent, respectively. In microscopic evaluations, two types of cells were observed that consisted of the solved urea cells and pores in the cells walls. In addition, the thickness of the cells walls was approximately measured from 90 to 102 micron. In the compressive stress vs. strain curves of Cu and P added steel foams, a long plateau region was observed. It is noteworthy that plateau region in the P added steel foams was as teeth-saw shape that related to the fracture of cells walls.