كليدواژه :
فولاد فوق مستحكم , خواص مكانيكي كششي , AISI 4340 , تحولات ريزساختاري , چقرمگي شكست
چكيده فارسي :
امروزه استفاده از فولادهاي فوق مستحكم به دليل استحكام ويژه‌ي بالا (نسبت استحكام به وزن) در صنايع حساس و استراتژيك كشور مانند صنايع دفاعي، هسته‌اي، هوافضا و خودروسازي كاربرد فراواني پيدا كرده است. از ميان فولادهاي فوق مستحكم، كاربرد فولادهاي فوق مستحكم كم آلياژ كربن متوسط كه در سازه‌هاي حساس نظير مخازن تحت فشار، پوسته‌ي موتور موشك سوخت جامد، برخي از اجزاي پمپ‌ها، ارابه‌ي فرود هواپيما، چرخ‌دنده‌ها و اتصالات استفاده مي‌شوند، به دليل دارا بودن مزايايي مانند جوش‌پذيري و شكل‌پذيري مناسب، هزينه‌ي توليد نسبتاً كم و قابليت دسترسي آسان، در حال گسترش مي‌باشد. مهمترين محدوديت كاربردي اين فولادها، درصد ازدياد طول، انرژي ضربه و چقرمگي شكست پايين در مقادير استحكام تسليم بالاتر از MPa1300 مي‌باشد. ريزساختارهاي دو فازي بينيت پاييني/مارتنزيت، قابليت تركيب همزمان استحكام و درصد ازدياد طول بالا را در اين فولادها دارند. لذا در تحقيق حاضر، تحولات ريزساختاري ناشي از عمليات حرارتي آستمپرينگ دما پايين بر خواص مكانيكي كششي و انرژي ضربه‌ي ورق فولاد پركاربرد AISI 4340 پرداخته شده است. پس از ارزيابي تحولات ريزساختاري، خواص مكانيكي كششي و انرژي ضربه‌ي نمونه‌هاي آستمپرينگ شده و تحليل داده‌هاي بدست آمده، نمونه‌ي 4 دقيقه آستمپرينگ شده با مقادير استحكام تسليم، استحكام كششي نهايي، درصد ازدياد طول، انرژي ضربه و چقرمگي شكست محاسبه شده به ترتيب MPa1380، MPa12/5، 1490 درصد، 52 ژول و MPa√m118 به عنوان نمونه‌ي بهينه از نظر خواص مكانيكي كششي و چقرمگي شكست انتخاب گرديد.
چكيده لاتين :
Nowadays, the use of ultra high strength steels has been used extensively in the country’s sensitive and strategic industries such as defense, nuclear, aerospace and automotive industries due to it’s high special strength (strength to weight ratio). Among the ultra high strength steels, the use of ultra high medium carbon low alloy steels in sensitive structures such as pressure vessels, solid fuel rocket motor shell, some component of pumps, landing gear, gears and fittings are expanding because of their advantages such as weldability and proper formability, relatively low production costs and easy accessibility. The most important limitations of these steels are elongation, impact energy and low fracture toughness in yield strength higher than 1300MPa. Lower bainite/martensite two phase microstructures have the ability to simultaneously combine strength and high elongation in these steels. Therefore, in the present study, the microstructural evolution of low temperature austempering heat treatment on tensile mechanical properties and impact energy of AISI 4340 steel sheet has been investigated. After evaluation and analysis parameters such as microstructural evolutions, tensile mechanical properties and impact energy of heat treated samples, the sample with 30 minutes transformation time, due to the mixed structure of martensite and lower bainite and having the yield strength, ultimate tensile strength, elongation, impact energy and calculated fracture toughness, 1380MPa, 1490MPa, 12.5%, 52J and 118MPa√m respectively, was selected as the optimum sample in terms of mechanical properties and fracture toughness.
