بررسي رفتار كارپذيري گرم فولاد ابزار گرم‌كار W360 در حالت ريختگي و كارشده

Hot Workability Behavior of W360 Hot Work Tool Steel in the Cast and Wrought Conditions

در پژوهش حاضر، كارپذيري گرم فولاد ابزار گرم‌كار W360 در حالت ريختگي و كارشده، با انجام آزمايش كشش گرم در محدوده دمايي 900 تا 1200درجه سانتي‌گراد، در نرخ كرنش ثابت 0/1 بر ثانيه مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد، در هر دو فولاد ريختگي و كارشده، با افزايش دما از 900 به 1000درجه سانتي‌گراد، به‌دليل حل‌شدن كاربيدها و وقوع تبلور مجدد ديناميكي، شكل‌پذيري افزايش يافته است. در دماي 1050درجه سانتي‌گراد، بيشترين ميزان تبلور مجدد رخ داده و اندازه دانه‌‌ها كاهش يافته است. اين كاهش اندازه دانه در فولاد كارشده به‌دليل اندازه دانه اوليه كوچك‌تر مشهودتر بود. نمونه‌هاي كارشده، شكل‌پذيري گرم بيشتر و تنش حداكثر كمتري نسبت به نمونه‌هاي ريختگي نشان دادند. شكل‌پذيري فولاد ريختگي در دماي 1200درجه سانتي‌گراد، اُفت قابل ملاحظه‌اي را نشان داد كه ناشي از حضور رسوبات حل‌نشده باقي‌مانده در مرزدانه‌ها و تمركز تنش اطراف آنها و تشكيل ترك‌هاي مرزدانه‌اي در مجاورت آنها است، در حالي كه شكسته‌شدن رسوبات در فولاد كارشده از تمركز تنش اطراف آنها ممانعت كرده است. مطابق تصاوير ريزساختاري نمونه‌ها پس از آزمايش كشش گرم، در نمونه‌هاي كارشده، شبكه پيوسته كاربيدهاي آلياژي حين نورد و وقوع تبلور مجدد شكسته شده، كاربيدها ريزتر و توزيع آنها يكنواخت‌تر شده است. اين مساله سبب كاهش تمركز تنش در اطراف كاربيدها و كارپذيري گرم بالاتر نمونه‌هاي كارشده شده است. مطابق بررسي‌هاي صورت‌گرفته، بهترين محدوده تغيير شكل گرم فولاد W360 در هر دو حالت ريختگي و كارشده، محدوده دمايي 1050 تا 1150درجه سانتي‌گراد به‌دست آمد.

In the current study, the hot workability of W360 hot work tool steel was investigated by hot tension testing in the cast and wrought conditions in the temperature range of 900-1200°C at strain rate of 0.1s-1. The results showed that in both cast and wrought steels, ductility has increased with increasing temperature from 900 to 1000°C, due to dissolution of carbides and occurrence of dynamic recrystallization. The most recrystallization has occurred at 1050°C and the size of the grains has decreased. This reduction in wrought steel was more evident due to its smaller primary grain size. Wrought samples showed higher hot ductility and lower peak stress than cast samples. The ductility of cast steel depicted a significant decrease at 1200°C due to the presence of undissolved particles along grain boundaries and the stress concentration and thus formation of granular cracks surrounding them. It is while the breakdown of particles has prevented the stress concentration around them in the wrought steel. According to microscopic images of the samples after the hot tension test, in the wrought samples, the continuous alloyed carbide nets were broken during the rolling and occurrence of recrystallization and the carbides has become smaller and their distribution was more uniform. This issue reduces the stress concentration around the carbides in the wrought samples and thus leads to higher hot workability than the cast one. According to the results, the best hot deformation range of W360 steel was achieved in the temperature range of 1050 to 1150°C for both cast and wrought steels.