تاثير عمليات حرارتي آس تمپرينگ بر ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد AC6D

Effect of Austempering Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of D6AC Steel

در اين پژوهش، تاثير زمان آس تمپرينگ بر ريزساختار، خواص كششي و مقاومت به ضربه ي فولاد فوق مستحكم كم آلياژ AC6D بررسي شد. براي رسيدن به اين هدف، ابتدا نمونه ها در دماي ?C 910 آستنيته شدند و پس از آن، عمليات حرارتي آس تمپرينگ در دماي ?C 330 به مدت زمان هاي 5/3، 5، 5/7، 10، 5/12، 15، 20 و 1440 دقيقه، و سرد كردن سريع بعدي در روغن براي به دست آوردن ريزساختارهاي مختلف انجام شد. از ميكروسكپ نوري و الكتروني روبشي(SEM) براي مطالعه ي ريزساختارها، و از دستگاه هاي كشش و ضربه (نوع چارپي) براي ارزيابي خواص مكانيكي استفاده شد. نتايج حاصل نشان دادند كه با افزايش زمان آس تمپرينگ، استحكام تسليم و كششي فولاد با ريزساختار بينايت پاييني- مارتنزيت در مقايسه با فولاد مارتنزيتي ابتدا افزايش و سپس كاهش مي يابد، ولي انرژي ضربه و انعطاف پذيري آن با افزايش زمان آس تمپرينگ همواره افزايش مي يابد. بررسي هاي ريزساختاري نشان دادند كه علت وجود نقطه ي بيشينه در نمودار استحكام - زمان آس?تمپرينگ، تقسيم شدن دانه هاي آستنيت اوليه و كاهش اندازه ي بسته هاي مارتنزيت توسط بينايت پاييني و ممانعت از تغيير شكل موم سان بينايت پاييني به وسيله ي مارتنزيت سخت اطراف آن است. ظاهر سطح شكست نمونه هاي ضربه با ريزساختار بينايت پاييني- مارتنزيت تركيبي از سطح شكست شبه ترد، بافت رشته گونه ي ناشي از تغيير شكل موم سان و ريزفرورفتگي داشت، امّا سطح شكست نمونه?هاي ضربه با ريزساختار مارتنزيتي از نوع ترد بين دانه اي بود.

In this research, the influence of austempering time on the microstructure, tensile and impact properties of the ultrahigh strength D6AC steel was studied. For this purpose, samples were first austenitized at 910° C for 40 minutes, and then austempering treatment at 330° C for 3.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20 and 1440 minutes with the subsequent oil-quenching stage was conducted in order to obtain different steel microstructures. Steel microstructures were examined using the optical and scanning electron microscopes. Mechanical properties of steel samples were determined by performing the tensile and Charpy impact tests. The results showed that the yield and tensile strengths of the samples with lower bainite-martensite microstructure first increased and then decreased with increasing the austempering time when compared with the martensitic steel. However, its impact energy and ductility always increases with increasing the austempering time. Microstructural examinations showed that the onset of a peak in the strength-austempering time curve is due to the partitioning of the prior austenite grains by lower bainite and the plastic constraint which is induced on the lower bainite by the surrounding hard martensite. The fracture surface of impact samples with lower bainite-martensite microstructure showed a mixed mode including the quasi-cleavage and the ductile fracture represented by dimples. However, the fracture surface of the impact sample with martensitic microstructure exhibited the brittle intergranular fracture phenomenon.