عنوان پایان‌نامه
اثر آلیاژ مولیبدن وبور بر زیر ساختار و خواص مکانیکی فولاد میکروآلیاژی ریختگی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1298;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76453;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1298;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76453
- تاریخ دفاع
- ۱۴ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- هومان رشوند
- استاد راهنما
- جعفر راثی زاده غنی, شهرام رایگان
- چکیده
- ایده بهبود خواص مکانیکی فولادهای میکروآلیاژی ریختگی از خواص این فولادها در حالت کارشده برگرفته شده است. در این تحقیق تاثیر افزودن 0/2% مولیبدن و 0/2%مولیبدن و ppm50 بور بر ریزساختار وخواص مکانیکی فولاد میکروآلیاژی ریختگی کم کربن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور فولاد میکروآلیاژی ریختگی کم کربن درون قالب ماسه ای ریخته شد و بعد از همگن سازی و نرماله کردن تحت عملیات حرارتی های سرمایش در هوا، کوئنچ مستقیم و کوئنچ منقطع قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، ریزساختارهای نهایی تحت تاثیر افزایش عناصر آلیاژی می باشند. افزودن عنصر مولیبدن باعث افزایش سختی پذیری شده و تشکیل فازهای فریت و پرلیت را به تعویق انداخته و سبب تشکیل فازهای بینیت و مارتنزیت می شود. افزودن بور به فولاد حاوی مولیبدن نیز سبب افزایش بیشتر سختی پذیری شده و ریزساختار را به سمت تشکیل فازهای بینیت و مارتنزیت ترغیب می کند. نتایج آزمون جامینی این افزایش سختی پذیری را به وضوح نشان داد به نحوی که افزودن مولیبدن و مولیبدن-بور به فولاد پایه به ترتیب سبب افزایش سختی پذیری از 14/3به 23 و 28/5میلیمتر شد. افزودن عناصر آلیاژی مولیبدن و بور به فولاد پایه در تمام عملیات حرارتی های انجام شده باعث افزایش استحکام و سختی گردید. با افزودن مولیبدن و اعمال عملیات سرمایش پیوسته در هوا تنش تسلیم 38 و استحکام کششی 132 مگاپاسکال افزایش یافت، در صورتیکه درصد ازدیاد طول ثابت ماند و انرژی ضربه 5 ژول افزایش پیدا کرد. انجام عملیات بازگشت در دماهای مختلف بر روی فولاد حاوی مولیبدن نشان داد که دمای بازگشت (در محدوده 570 تا 670 درجه سانتیگراد) تاثیر چشمگیری بر استحکام ندارد. در مقابل با افزایش دمای بازگشت از 570 تا 670 درجه سانتیگراد انرژی ضربه از 36 به 56 ژول افزایش پیدا کرد. آزمون دیلاتومتری نشان داد که افزودن عناصر مولیبدن و بور به فولاد پایه تاثیری بر زمان شروع استحاله بینیت در دماهای 500، 550 و 600 درجه سانتیگراد ندارد. ولی در دمای 600 درجه سانتیگراد زمان پایان استحاله بینیت را به شدت به تاخیر می اندازد. در فرآیند کوئنچ منقطع در زمان ثابت نگهداری با افزودن مولیبدن و بور انرژی ضربه فولاد کاهش یافت. در 600 ثانیه نگهداری انرژی ضربه فولاد پایه برابر 49 ژول، فولاد حاوی مولیبدن برابر 46/6 ژول و فولاد حاوی مولیبدن و بور برابر 31/4 ژول اندازه گیری شد. بررسی سطح شکست حضور فنجانی در تمام سطوح شکست نمونه های ضربه فولادها بعد از عملیات کوئنچ منقطع و بازگشت را نشان داد. در فولاد حاوی مولیبدن و بور بعد از 600 و 2400 ثانیه نگهداری علاوه بر فنجانی در مناطقی سطوح رخ برگی نیز مشاهده شد.
- Abstract
- The idea of improving the mechanical properties of micro-alloyed cast steels is derived from the properties of these alloys in their wrought conditions. In this study the effect of addition of 0.2 wt% Molybdenum and 0.2 wt% Molybdenum-50ppm Boron on the microstructure and mechanical properties of low carbon micro-alloyed steel was investigated. Low carbon micro-alloyed steel was sand casted and went through the processes of homogenization and normalization and then was heat treated in different quenching processes like air quenching, direct quenching and interrupted quenching. According to the results, the final microstructure was affected by addition of alloying elements. Addition of molybdenum increased hardenability, retarded the formation of ferrite and pearlite and resulted in formation of bainite and martensite. Addition of boron to the molybdenum containing steel, increased hardenability and led to the formation of bainite and martensite. The results of Jomini test clearly showed this increment of hardenability. Addition of molybdenum and boron-molybdenum increased the hardenability from 14.3 to 23 and 28.5 mm, respectively. Addition of molybdenum and boron also increased the hardness and strength in all of the heat treatments. By addition of molybdenum and using continuous cooling in the air, the yield stress and tensile strength increased to 38 and 132 MPa, without changing the elongation. The impact energy also increased to 5 J. The results of tempering at various temperatures showed that the temperature of the process (within 570 to 670°C) has no significant influence on the strength of the steels. On the contrary, by increasing the temperature from 570 to 670 °C, the impact energy increased from 36 to 56 J. Results of Dilatomery test proved that addition of molybdenum and boron has no significant effect on the start time of bainitic transformation in 500, 550 and 600°C; but it causes a long delay on the finish time of the transformation. During interrupted quenching (with the same process for all samples) addition of molybdenum and boron decreased the impact energy of the steel. After 600 seconds, the impact energy of the base steel, molybdenum containing steel and boron-molybdenum containing steel was 49, 46.6 and 31.4J, respectively. Microscopic examination of fracture surface showed that the cup and cone feature after interrupted quenching and tempering. In the boron-molybdenum containing steel, after 600 and 2400 seconds, in addition to the cup and cone surfaces, the cleavage surface was also observed. Keywords: Cast Micro-alloyed steel, Molybdenum, Boron, Hardenability, Direct quenching, Interrupted quenching.
