تاثیر افزودن نایوبیم و دمای آستنیته بر ریزساختار و خواص مکانیکی حاصل از فرآیند مارتنزیتی یک فولاد کم‌کربن

Abstract

در این پژوهش تاثیر افزودن نایوبیم و دمای آستنیته بر خواص مکانیکی و ریزساختار فولادی کم‌کربن پس از اعمال فرآیند مارتنزیتی مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه‌ها پس از ریخته‌گری و نورد داغ؛ در دماهای 900، 1000، 1100 و C 1200 به‌مدت یک ساعت آستنیته و سپس در آب کوئنچ شدند که حاصل آن ریزساختار مارتنزیتی (همراه مقدار کمی فریت ویدمن‌اشتاتن) بود. بیشینه سختی در نمونه حاوی نایوبیم آستنیته‌شده در دمای C 1200 حاصل شد. سختی این نمونه 238 ویکرز و استحکام کششی آن نیز MPa 859 بود. با این حال، این نمونه افزایش طول نسبی ناچیزی در حد 1 درصد از خود نشان داد. در مرحله بعد، کاهش 50 درصدی ضخامت نمونه‌های بدون نایوبیم و حاوی نایوبیم به‌وسیله نورد سرد و آنیل آنها به مدت min 90 در دمای C 600 انجام گرفت. بررسی‌های ریزساختاری با میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که ریزساختار نمونه بدون نایوبیم کاملاً آنیل و دانه‌ها هم‌محور شده‌اند و تاثیر کل فرآیند مارتنزیتی در آن خنثی شده است. آزمون کشش نیز نشان‌دهنده مشابهت استحکام نمونه آنیل‌شده و نورد داغ شده بود. از طرف دیگر، در نمونه‌ حاوی نایوبیم، ساختاری ریزدانه حاصل شد که سختی آن (در مقایسه با حالت کوئنچ‌شده) تا حد زیادی حفظ شده بود. بررسی نتایج آزمون کشش نیز نشان داد که فرآیند مارتنزیتی در نمونه‌ نایوبیم‌دار بسیار موثر بوده به گونه‌ای که پس از آنیل، استحکام کششی همچنان بیش از MPa 700 بود. علیرغم استحکام بالا، افزایش طول نسبی این نمونه در سطحی بیش از 15 درصد حفظ شد.