مكانيزم هاي تشكيل ريز ساختار ريختگي و شرايط تحت تنش در فولادهاي هدفيلد

در مقاله حاضر مطالعات مكانيزم هاي تشكيل ساختار ريختگي در فولادهاي هد فيلد بر اساس تغييرات در سرعت سرد شدن يك قطعه ريختگي در دو محدوده حرارتي شامل درجه حرارت تبلور (1390-1200درجه سانتي گراد) و درجه حرارت جداشدن فاز اضافي (790-570 درجه سانتي گراد) تشريح شده است. تغييرات در سرعت سرد شدن در محدوده درجه حرارت تبلور از 1/1 تا 2/5 درجه سانتي گراد در ثانيه باعث كاهش متوسط اندازه دانه هاي آستنيت از 266 به 131 ميكرون گرديد. همزمان مقدار و بزرگي تنش هاي افزايش يافته در اثر انقباض از 95 1+ به صفر مگاپاسكال رسيد. اما هنگامي كه سرعت سرد شدن به بيش از 16 درجه سانتي گراد در ثانيه رسيد. در قطعه ريختگي هيچ تنشي ناشي از انقباض به وجود نيامده است. تغيير در سرعت سرد شدن قطعه ريختگي در محدوده درجه حرارت جدا شدن فاز اضافي، بر تعداد فازها، مورفولوژي و تركيب شيميايي آن ها، مقادير تنش هاي فازي و امكان استحاله مارتنزيتي، اثر مي گذارد. تغيير سرعت سرد شدن از 24/ 0 به 5/46 درجه سانتي گراد در ثانيه باعث مي گردد. مقدار فاز اضافي جدا شده از 14/8 به2/1درصد برسد كه اين فازها متشكل از يوتكتيك و كاربيدهايي است كه متناسب با سرعت سرد شدن نسبت كمي و مورفولوژي آنها تغيير مي يابد. اين تغييرات ريزساختاري تحت تاثيرمقدار تنش هاي فازي افزايش يافته هستند، به طوري كه در سرعت سرد شدن 24/ 0 درجه سانتي گراد در ثانيه اين تنش ها 100+ مگاپاسكال بوده در حالي كه در سرعت 1/4 درجه سانتي گراد در ثانيه تنش هاي كششي كاهش يافته و به صفر مي رسد و در ادامه نوع تنش ها از كششي تبديل به فشاري مي گردند. با افزايش بيشتر سرعت سرد شدن مقدار تنش هاي فشاري زياد خواهد شد و با رسيدن سرد شدن به 5/5 درجه سانتي گراد در ثانيه مقدار تنش ها به 92 - مگاپاسكال مي رسد. اما در صورتي كه سرعت سرد شدن قطعه ريختگي در محدوده جدا شدن فاز اضافي به كمتر از 25/ 0 درجه سانتي گراد در ثانيه برسد در ساختار فولاد هدفيلد امكان تشكيل مارتنزيت هم به وجود مي آيد.