عنوان پایان‌نامه
ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد کربن - منگنز فوق ریز دانه تولید شده توسط فرایند ترمومکانیکی بر روی ریز ساختار اولیه مارتنزینی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1342;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79586;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1342;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79586
- تاریخ دفاع
- ۲۸ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- مصطفی نجفی
- استاد راهنما
- حامد میرزاده سلطان پور
- چکیده
- استحکام فولادهای کم کربن در حالت آنیل شده نسبتا پایین است. تولید ساختارهای فوق ریزدانه در این نوع فولادها به منظور دستیابی همزمان به استحکام بالا و انعطاف پذیری مناسب در سالیان اخیر با انجام عملیات ترمومکانیکی پیشرفته شامل نورد سرد ساختار اولیه مارتنزیتی و سپس بازپخت جهت ایجاد ریزساختار فریتی فوق ریزدانه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اما برای بهینه سازی و کنترل مراحل مختلف این فرآیند مخصوصا مشخص کردن مکانیزم کنترل کننده این فرایند به تحقیقات بیشتری نیاز است. در این تحقیق، تحولات ریز ساختاری و خواص مکانیکی در اثر کارسرد و سپس در اثر عملیات بازپخت، برای فولاد ساده کربنی با ریزساختار اولیه مارتنزیتی، به شکل سیستماتیک مورد ارزیابی قرار گرفت تا محدودیت‌ها و الزامات استفاده از این فرایند مؤثر در ریزدانه سازی مشخص شود. چهار مرحله مجزا در حین بازپخت فولاد مارتنزیتی کارسرد شده می تواند وجود داشته باشد: مرحله اول بازیابی نابجایی ها و رسوب کاربید آهن، مرحله دوم بازیابی بسط یافته، مرحله سوم و چهارم نیز شامل تبلورمجدد پیوسته به وسیله فروریختن ساختار ناشی از شکل دهی، کروی شدن و رشد ریزساختار می باشد . بازپخت مارتنزیت کرنش دیده به شدت تحت تاثیر نفوذ بوده و در دماهای بالا با سرعت زیاد به وقوع می پیوندد. در پایان، بررسی خواص مکانیکی نشان داد که بازپخت مارتنزیت کرنش دیده و تولید ساختار فوق ریزدانه فریتی منجر به افزایش استحکام تا MPa 760 می شود که به میزان MPa 400 نسبت به حالت آنیل شده بیشتر می باشد. ساختار حاصل به دلیل فوق ریزدانه بودن قابلیت کرنش سختی این ساختار بسیار پایین است. با ادامه فرایند بازپخت و کاهش استحکام، ازدیاد طول و توانایی کرنش سختی افزایش می یابد. همچنین با انجام عملیات آنیل درون بحرانی روی مارتنزیت کرنش دیده می توان ترکیبی از استحکام و ازدیاد طول را با تولید فولاد دوفازی به دست آورد. این ساختار علی رغم تنش تسلیم پایین (MPa380)، به دلیل توانایی کرنش سختی بالا استحکام کششی MPa597 و ازدیاد طول نهایی 45 % را نشان می دهد.
- Abstract
- The strength of low carbon steels is relatively low in the annealed state. Production of ultrafine grained microstructures in these steels for obtaining both high strength and good ductility had attracted a considerable attention in recent years by an advanced thermomechanical processing including cold rolling of martensitic starting microstructure and tempering at moderate temperatures. However, much more works are required for optimization and controlling the different stages of this process and unravelling the responsible mechanisms. In this work, microstructural evolutions and the change in mechanical properties during cold working and tempering for martensitic starting microstructure of C-Mn steel was systematically taken into account to shed light on the requirements and limitations of this efficient grain refining approach. Four distinct stages were distinguished during microstructural evolution: First stage is the conventional tempering and carbide precipitation, the second stage is the extended recovery, and the last two stages is the operation of a continuous recrystallization process including the collapse of lamellar microstructure, spheroidization and growth. The microstructural and mechanical evolution is under the influence of diffusion and become accelerated by increasing the tempering temperature. finally, by tempering of cold rolled martensite and production of ultrafine grain ferritic microstructure, the tensile strength increases as much as 400 MPa in comparison with the annealed state to reach 760 MPa. The strain hardening of this microstructure is too low because of the ultrafine grain size. Continued tempering decreases the strength while increasing the elongation to failure and strain hardening ability. Production of dual-phase steel by intercritical annealing of cold rolled martensite gives a good combination of strength and ductility. Although the yield strength is relatively low, because of the high strain hardening of this dual phase steel, a tensile strength of 597 MPa and total elongation of 45% became possible. Keywords: Low-carbon steel, Martensite, Tempering, Microstructural evolutions, Extended recovery, Continuous recrystallization
