عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار چکش خواری و خستگی فولاد کم آلیاژی استحکام
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-شکل‌دادن فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1318;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78437;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78437;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1318;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78437;کتابخانه م
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- رمضانعلی قطبوعی
- استاد راهنما
- سیدعلی اصغر اکبری موسوی
- چکیده
- در این تحقیق آهنگری پذیری، رفتار خستگی و خواص مکانیکی فولاد فوق مستحکم کربن متوسط کم آلیاژ میکروآلیاژ شده با وانادیم بررسی گردید. به منظور بررسی رفتار خستگی، خواص کششی و داکتیلیتی فولاد مذکور، نمونه ها را درون کوره در دمای ?C 870 به مدت 30 دقیقه تا حصول ساختار کاملاً آستنیتی نگه داشته و سپس درون آب ?C 25 سریع سرد کرده و پس از آن در دماهای ?C 200، 300، 400، 500 و 600 به مدت 2 ساعت تحت عملیات بازپخت قرار گرفتند. پس از عملیات حرارتی رفتار خستگی، استحکام کششی، سختی، چقرمگی و سطوح شکست فولاد مورد مطالعه توسط آزمون های مکانیکی و میکروسکوپ الکترونی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمایشات نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، سختی، استحکام تسلیم، استحکام نهایی و استحکام خستگی کاهش و خواص چقرمگی و داکتیلیتی فولاد مورد مطالعه افزایش می-یابد. با این وجود در دمای بازپخت ?C 300 ملاحظه شد که چقرمگی و داکتیلیتی فولاد کاهش یافته است که ناشی از تردی مارتنزیت بازپخت شده است. حد خستگی برای فولاد بازپخت شده در دمای ?C 200 از بقیه نمونه ها بالاتر بود. با این وجود نسبت حد خستگی به استحکام کششی نهایی برای تمامی نمونه ها تقریباً برابر 27/0 بود. سطوح شکست خستگی نشان داد که فولاد بازپخت شده در دمای ?C 200 دارای سطحی داکتیل و نرم و فولادهای بازپخت شده در دماهای ?C 600 و400 دارای سطوح شکست ترد و نرم می باشند. همچنین بررسی ها نشان داد، هر سه مرحله جوانه زنی، اشاعه ترک و شکست نهایی تحت تأثیر دمای بازپخت قرار گرفته اند. آزمون آهنگری پذیری گرم بر روی نمونه های گوه ای، در دماهای ?C 1200 و 1100، 900، 800 انجام گرفت و محدوده دمایی مناسب جهت آهنگری تعیین شد. در این دماها امکان تعریف کرنش بحرانی برای شروع تبلور مجدد دینامیکی با رابطه رفتار تغییر شکل ریزساختار میسر گردید. نتایج مبین آن است که با افزایش دمای پیش گرم از ?C 900 به ?C 1200 عدد اندازه دانه و میزان کرنش بحرانی کاهش می یابد. همچنین با افزایش میزان تغییر شکل، درصد تبلور مجدد دینامیکی افزایش و دانه ها ریزتر و هم محورتر می شوند. میزان کرنش لازم برای شروع تبلور مجدد دینامیکی در دمای ?C 900 برابر 6/0 است که با افزایش دمای آهنگری تا ?C 1200 این مقدار به میزان 1/0 کاهش می یابد. حد پایین درجه حرارت آهنگری برای فولاد مورد مطالعه دمای ?C 900 تعیین شد.
- Abstract
- In this study, the forgeability & fatigue & mechanical properties and microstructures of medium carbon vanadium microalloyed steel are investigated. The ultra-high strength low alloy steel under different tempering conditions was austenatised at 870C for 30 minutes and then quenched in water at 25 ?C, followed by tempering at 200, 300, 400, 500 and 600 ?C. After heat treatment The properties of tensile strength, hardness, toughness, ductility, fatigue behavior, microstructure and fatigue fracture surfaces were evaluated from the mechanical tests and scanning electron microscopy. The experimental results showed that tensile strength, hardness and fatigue strength of tempered martensite drop as the tempering temperature are increased. However, that toughness and ductility increases with increasing tempering temperature. Also results show that tempering temperature of 300 ?C leads to decreasing of toughness because of tempered martensite embrittlement. The fatigue limit of tempered steel at 200 ?C was greater than other. Moreover, the ratio of fatigue limit to ultimate tensile strength of all microstructures was about 0.27. Fatigue fracture surface studies by scanning electron microscope shows a ductile fracture of tempered Martensite at 200 ?C and a mixture of ductile and brittle mode for tempered Martensite at 400 and 600 ?C. Also, SEM and analysis showed that crack initiation, crack propagation and final fracture mode affected by tempering temperature. The experimental hot forging of wedge specimens had been carried out at 800, 900, 1100 and 1200 ?C. At these temperatures, it became possible to relate the microstructural changes deformation behavior by using experimental results, critical strains for beginning of dynamic recrystallization had been defined. From this investigation, it was found that increasing preheat temperature from 900 ?C to 1200 ?C will result in a decrease in grain size number and critical strains. Also, the increase of deformation increases dynamic recrystallization. The amount of strain necessary to dynamic recrystallization at 900 ?C was 0.6. The lower limit of temperature forging was determined 900 ?C.
