عنوان پایان‌نامه

بررسی تاثیر عملیات حرارتی ICHT به روی سایش دما بالای فولاد ابزار H۱۳



    دانشجو در تاریخ ۲۹ شهریور ۱۳۹۶ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بررسی تاثیر عملیات حرارتی ICHT به روی سایش دما بالای فولاد ابزار H۱۳" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی مواد-شناسائی‌-انتخاب‌ وروش ساخت موادمهندسی
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1376;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82189;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1376;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82189
    تاریخ دفاع
    ۲۹ شهریور ۱۳۹۶
    دانشجو
    بهنام علیخانی
    استاد راهنما
    جعفر راثی زاده غنی, حمیدرضا قاسمی منفردراد
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    در پژوهش حاضر اثر عملیات حرارتی بین بحرانی و کوئنچ-تمپر بر خواص مکانیکی و رفتار سایشی دمای بالای فولاد ابزار گرم‌کار AISI H13 بررسی شد. جهت انجام سیکل‌‌های عملیات حرارتی ابتدا دماهای بحرانی شروع استحاله آستنیتی، AC1، و پایان استحاله، AC3، با استفاده از روشهای دیلاتومتری و عملیات حرارتی به ترتیب 850 و C°905 تعیین شدند. عملیات حرارتی بین بحرانی در دو دمایC° 870 و C°890 انجام شد و ساختار دوفازی متشکل از فریت و مارتنزیت به دست آمد. جهت انجام عملیات حرارتی کوئنچ-تمپر ابتدا نمونه‌‌ها در دمای C°1030 آستنیته شده و سپس در دمای C°580 تمپر شدند تا ساختار مارتنزیت تمپر شده به دست آید. آزمون‌‌های مکانیکی و انرژی ضربه، ساختار میکروسکوپی و سطح شکست برای سیکل‌‌های بین بحرانی و کوئنچ تمپر انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه‌‌های تحت عملیات حرارتی بین بحرانی با حفظ تقریبی سختی و استحکام میزان انرژی ضربه‌‌ی بیشتری نسبت به نمونه‌‌های کوئنچ-تمپر داشته و بدون آنکه باعث افت زیاد خواص استحکامی شوند، چقرمگی را بهبود می‌بخشند. علت این امر وجود فاز فریت در کنار مارتنزیت تمپر شده بیان شد. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی آلیاژها، آزمون‌ سایش گلوله روی دیسک با استفاده از فولادAISI H13 به عنوان دیسک و گلوله‌‌ی زیرکونیا به عنوان ساینده در دماهای25، 250 و C°500 تحت نیروهای 20، 40 و N 60 در مسافت m 1000 و سرعت لغزش m/s 5/0 ‌‌روی نمونه‌‌های عملیات‌حرارتی شده انجام شد. مشاهده شد نرخ سایش نمونه‌‌ها‌‌‌‌ی بین بحرانی شده در دمای 870 و C°890 در تمامی شرایط کمتر از نمونه‌‌ی کوئنچ-تمپر بود. علت آن تشکیل لایه‌‌ی تریبولوژیکی اکسیدی با پیوستگی بالاتر روی سطح نمونه‌‌های حاصل از عملیات حرارتی بین بحرانی بود. مکانیزم سایش در دمای محیط اکسیداسیون بوده و این مکانیزم با افزایش دما با شدت بیشتری دیده شد. همچنین مکانیزم‌‌های سایش خراشیدگی، در دمای بالاتر برای نمونه‌‌ها دیده شد. بهترین تلفیق استحکام و چقرمگی و همچنین بهترین رفتار تریبولوژیکی با استفاده از عملیات حرارتی بین بحرانی در دمای بحرانی C°870 بدست آمد. نتایج سایش نشان داد نرخ سایش نمونه‌‌ی بین بحرانی شده در دمای C°870 در مقایسه با نمونه‌‌ی کوئنچ-تمپر حداقل 50% بهبود می‌‌یابد که البته در برخی شرایط به بیش از 3 الی 4 برابر نیز می‌‌رسد.
    Abstract
    In this research, the effect of intercritical and convectional heat treatments on mechanical properties and high temperature wear behavior of hot work tool steel AISI H13 was studied. The Critical temperatures were obtained by dilatometery analysis and heat treatment methods. The Intercritical heat treatment was carried out at temperatures of 870° C and 890 ° C, which resulted in a ferritic- martensitic structure. In order to apply convectional heat treatment, samples were austenitized at a temperature of 1080 °C, oil quenched and tempered at 580 °C, followed by cooling in air to produce tempered martensite. The results obtained from tensile and impact tests along with microstructural and fractography analysis showed that intercritical heat treatment improved mechanical properties and toughness in comparison with the convenctional heat treatment. However, the hardness of intercritically heat treated samples did not show any tangible decrease. This was due to existence of ferrite phase beside the tempered martensite, which increased the thoughness. The tribilogical behavior of the samples was investigated using a ball on disc tribometer under normal loads of 20, 40 and 60 N, at a sliding speed of 0.5 m/s, and at various temperatures of 25, 250 and 500° C The intercritically heat treated samples showed lower wear rates compared with those of quenched and tempered. This was attributed to the formation of oxide layers during sliding. It was also observed that the formation of oxide layers increased as wear test temperature increased. The best combination of strength, thoughness and tribological behavior was obtained by intercritical heat treatment at 870 ° C. The wear rate of the samples, intercritically heat treated at 870 ° C decreased by about 50% when compared with convenctional heat treatment. Keywords: Hot Work Tool Steel; Mechanical Properties; Heat Treatment; Tribology.