بررسی تجربی خستگی سیکل بسیار بالا در فولاد دوفازی 1000DP

Abstract

این پژوهش به بررسی شروع آسیب در ریزساختار فولاد دوفازی DP1000 تحت شرایط خستگی با سیکل بسیار بالا (VHCF) پرداخته است. ریزساختار این فولاد شامل فازهای فریت و مارتنزیت است که ترکیب این فازها خواص مکانیکی برجسته‌ای مانند استحکام بالا و مقاومت به خستگی را فراهم می‌کند. در این مطالعه، از یک روش دقیق عملیات حرارتی استفاده شد که منجر به بهینه‌سازی ریزساختار فولاد گردید. این فرآیند، توزیعی یکنواخت از فازهای فریت نرم (50%) و مارتنزیت سخت (50%) ایجاد کرد. همچنین، طراحی نمونه‌های دمبلی شکل برای آزمون خستگی فراصوت (20 کیلوهرتز) و استفاده از یک سیستم خنک‌کاری ترکیبی جدید، امکان کنترل پایدار دمای نمونه‌ها را در طول آزمایش فراهم ساخت. این روش کنترل دما، شرایطی را ایجاد کرد که آزمون‌ خستگی با سیکل بسیار بالا برای اولین بار بدون تأثیر تنش‌های حرارتی انجام شوند و نتایج با دقت و اطمینان بالاتری نسبت به تحقیقات پیشین ثبت شوند. به طوری که شکست برا اثر خستگی در تنش‌های 250 تا 300 مگاپاسکال اتفاق می‌افتد که منجر به بهبود 10 درصدی نسبت به سایر تحقیقات شده است. در این آزمایش، جابجایی انتهای آزاد نمونه‌ها با حسگر لیزری اندازه‌گیری و نمودار S-N ترسیم شد. نتایج نشان داد که ریزساختار بهینه‌شده، موجب تأخیر در شروع آسیب و کاهش نرخ رشد ترک گردید، در حالی که توزیع نامناسب فازها منجر به تسریع رشد ترک‌ها شد.