اثر ريزساختارهاي مختلف بر رفتار خستگي فولاد ابزار سردكار DIN 1.2210

The Effect of Different Microstructures on the Fatigue Behavior of DIN 1.2210 Cold Work Tool Steel

در اين پژوهش، خواص خستگي فولاد ابزار سردكار DIN 1.2210 با ريزساختارهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور با اعمال سيكل‌هاي عمليات حرارتي مختلف، ساختارهاي نرماله (N)، بينيت تمپر شده (TB)، دوفازي بينيت- مارتنزيت تمپر شده (TBM) و مارتنزيت تمپر شده (TM) با سختي تقريباً يكسان (32 HRC ~) از اين فولاد ايجاد گرديد و بر روي آنها آزمايشات سختي، خستگي خمشي چرخشي و كشش انجام شد. نتايج آزمون‌هاي مكانيكي نشان داد كه در بين ريزساختارهاي TB، TBM و TM، با افزايش كسر حجمي مارتنزيت (Vm) در حالي كه انعطاف پذيري كاهش مي يابد، استحكام تسليم و حد خستگي افزايش و استحكام نهايي تقريبا برابر است. مطالعات سطوح شكست‌ با ميكروسكوپ الكتروني SEM نشان داد كه با كاهش استحكام تسليم، اندازه متوسط ديمپل ها افزايش، تعداد آنها در بزرگنمايي ثابت كاهش مي يابد و صفحات كليواژ جايگزين ساختار ديمپلي مي شوند، كه اين موضوع كاهش حد خستگي و افزايش رفتار تردي را توجيه مي كند.

In this study, the effect of different microstructures on the fatigue strength and fracture of DIN 1.2210 cold work tool steel was investigated. For this purpose, different heat treatment cycles microstructures, including normalized (N), tempered martensite (TM), tempered bainite-martensite (TBM) and tempered bainite (TB) with approximately the same hardness of 32 RC were obtained. Specimens of these microstructures, tested by tension test, hardness and bending rotary fatigue test. It was found that by increasing martensite volume fraction in TB, TBM, and TM steels, the ductility reduced where as yield strength and fatigue limit increased. In addition ultimate strength was the same in all microstructures. Fractography of the fracture surfaces by SEM microscope demonstrated with decreasing yield strength, average size of dimples increases and their number decreases and also the formation of cleavage plane which replaces dimple structure confirms the embrittlement behavior which causes the reduction of fatigue limit.