ريزساختار و خواص مكانيكي يك فولاد پر كربن كم آلياژ فراوري شده توسط فرايند كوئنچ و پارتيشن بندي

Microstructure and Mechanical Properties of a Low Alloy High Carbon Steel Processed by Quenching and Partitioning Process

فرایند سرمایش سریع و بخش‎بندی (Q &P) ، یك عملیّات حرارتی جدید برای تولید نسل سوّم از فولادهای پیشرفته‎ی استحكام بالا و بر اساس نفوذ كربن از فاز مارتنزیت به فاز آستنیت باقی‎مانده است. به‎كارگیری این فرایند برای فولادهای مختلف، منجر به ایجاد تركیب جالب توجهی از خواص مكانیكی شامل استحكام بالا همراه با انعطاف‎پذیری خوب می‎شود. استفاده از این فرایند در صنعت خودرو باعث عمل‎كرد مكانیكی بهتر، امنیت بالاتر و كاهش وزن و هزینه‎های تولید می‎شود. در این تحقیق، یك فولاد پركربن كم آلیاژ با این فرایند عملیّات حرارتی شد و ریزساختار و خواص مكانیكی آن بررسی شد. نتایج نشان دادند كه ریزساختار فولاد سریع سرد و بخش‎بندی شده، شامل آستنیت پایدار شده‎ی غنی از كربن و مارتنزیت تخلیه شده از كربن است كه با هم باعث افزایش استحكام فولاد به‎ازای انعطاف‎پذیری قابل‎قبول می‎شود. انجام فرایند سرمایش سریع و بخش‎بندی، باعث افزایش كسر فاز آستنیت باقی‎مانده و افزایش سختی فولاد شد. فرایند شكست در نمونه‎ی تولیدی به این روش، از نوع شكست ترد و سطح شكست به‎شكل شبه‎كلیواژ بود.

The quenching and partitioning (Q &P) process is a new heat treatment cycle to produce the third generation of advanced high strength steels based on diffusion of carbon from martensite to retained austenite phase. The application of this process for various steels leads to a remarkable combination of mechanical properties including high strength and good ductility. Using this process in automotive industry causes better mechanical performance, greater car safety, weight saving and cost reduction. In this study, a low alloy high carbon steel has been subjected to Q &P process and its microstructure and mechanical properties have been investigated. The results showed that the microstructure of the quenched and partitioned steel contains carbon-enriched stabilized austenite and carbon-depleted martensite resulting in increasing the strength of steel with an acceptable ductility. Conducting Q &P heat treatment caused the retained austenite content and the hardness of steel to increase. Fracture in specimens treated by Q &P process was of brittle type and their fracture surface was considered to be quasi-cleavage.