عنوان پایان‌نامه
مقایسه ریز ساختار و خواص مکانیکی ناشی از عملیات حرارتی کوئنچ تمپر فولاد AISI۲ در حمام روغن و حمام نمک قلیایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 919;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50632
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- هادی ترکمانی
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- چکیده در این پژوهش اثر به کارگیری حمام قلیایی به عنوان محیط کوئنچ سخت کاری، بر ریز‌ساختار و خواص مکانیکی فولاد تجاری AISI D2 بررسی شده و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از کوئنچ این فولاد در روغن (محیط متداول برای کوئنچ فولاد AISI D2) مقایسه شده است. عملیات سخت کاری در این حمام نمک قلیایی به سخت کردن براق معروف است. حمام نمک قلیایی مورد استفاده شامل KOH60% و NaOH40% بود و دماهای این حمام با توجه به دمای شروع استحاله ی ماتنزیتی (Ms) این فولاد (220 درجه سانتیگراد)، 230 و 255 درجه سانتیگراد انتخاب شدند. دمای حمام روغن نیز 60 درجه ی سانتیگراد درنظر گرفته شد. مشاهدات میکروسکوپی نوری و الکترونی نشان دادند که نمونه‌های کوئنچ شده در حمام نمک قلیایی در مقایسه با نمونه های کوئنچ شده در روغن پراکندگی یکنواخت تر و ریزتری از کاربیدها در زمینه داشتند. همچنین مشاهده شد که درصد کسر حجمی کاربیدها در زمینه، درنمونه های سخت کاری براق شده در مقایسه با نمونه های کوئنچ شده در روغن افزایشی در حدود 30% داشت. با به کارگیری حمام نمک به عنوان محیط کوئنچ میزان آستنیت باقیمانده پس ازکوئنچ نسبت به کوئنچ در روغن از 26% به 17% کاهش یافت. دلیل به دست آمدن این تفاوت ها در ریز ساختار، تفاوت شدت خنک کنندگی و همچنین شیب دمایی بود که حمام نمک قلیایی در مقایسه با روغن در قطعه ایجاد می نمود. این تفاوت های ریز ساختاری در نمونه های کوئنچ شده در حمام نمک در مقایسه با نمونه های دیگر به گونه ای بود که باعث ایجاد خواص مکانیکی بهتری می شد. استحکام کششی با کوئنچ در این حمام نسبت به کوئنچ در روغن 7/9 درصد افزایش یافته اما درصد ازدیاد طول مشاهده شده در نمونه به میزان کمی یعنی حدود 6/3 درصد کاهش یافت. به طوری که می توان اظهار داشت که استفاده از حمام قلیایی در یک سیکل طراحی شده، باعث افزایش 28 درصدی در چقرمگی قطعه گردید. کلمات کلیدی: فولاد AISI D2، سخت کردن براق، حمام نمک قلیایی، کوئنچ در روغن.
- Abstract
- Abstract In this research effects of different bright hardening processes (hardening in hot alkaline salt bath) on the microstructure and mechanical properties of AISI D2 steel compared to oil-quench hardening were investigated. Alkaline salt bath composition was 40% NaOH and 60% KOH and temperatures for this medium were 230 and 255°C, i.e. 10 and 35°C higher than martensite start temperature (Ms) of D2 steel. In comparison with oil quenched samples, microstructure of bright hardened samples consisted of higher volume fraction of carbides with a more uniform distribution of finer carbides in martensite matrix. The amount of retained austenite decreased from 26% for oil quenched to 17% for bright hardened samples. Enhanced microstructure of bright hardened samples caused these samples to possess better mechanical properties. Tensile strength values of bright hardened samples were 9.7% higher than oil quenched ones, while the Elongation of these samples decreased slightly (3.6%). In this study an attempt was made to investigate the possibility of increasing the toughness of the bright hardened samples by increasing the immersion time from 5 to 150 min. Bainite phase was detected in the matrix of bright hardened samples in this condition. It was found that by using the hot alkaline salt bath as a quenchant, in a designated heat treatment cycle, toughness of AISI D2 steel increased around 28% in comparison with a conventional heat treatment which is a great demand for this steel. Keywords: Bright Hardening, Hot Alkaline Salt Bath, Mechanichanical Properties, AISI D2.
