تأثير فرآيند VAR بر خواص مكانيكي، اتمهاي گازي و آخالهاي موجود
در آلياژ18Ni-9Co-5Mo توليد شده به روش VIM

سيد رضا علمي حسيني*1 و حسين عربي2
مربي، گروه مهندسي مواد، دانشكده مهندسي شهيد نيكبخت، دانشگاه سيستان و بلوچستان
استاد، دانشكده مهندسي مواد و متالورژي، دانشگاه علم و صنعت ايران
*Elmi@eng.usb.ac.ir

(تاريخ دريافت: 14/08/1388، تاريخ پذيرش: 20/10/1388)

چكيده
فولادهاي ماريجينگ گروهي از فولادها هستند كه داراي استحكام و چقرمگي شكست بالايي ميباشند. به منظور پايين نگهداشتن عناصر ناخالصي در اين فولادها كه براي ايجاد استحكام و چقرمگي بالا ضروري ميباشد و همچنين به دليل وجود عناصر آلياژي فعال در آنها، استفاده از روشهاي ذوب، تصفيه و ريخته گري پيشرفته نظير فرآيندهاي تحت خلاء همواره در توليد فولادهاي ماريجينگ مورد توجه بوده است. در اين تحقيق فرآيند ذوب مجدد قوسي تحت خلاء بر روي دو فولاد ماريجينگ حاوي مقادير 65/0 و 1 درصد وزني تيتانيم كه به روش ذوب القايي تحت خلاء توليد شده بودند، انجام شد. اين فرآيند باعث شد علاوه بر كاهش اتمهاي گازي (تا ميزان 14%)، بر ميزان داكتيليته به اندازه 30% و بر مقدار مقاومت به ضربه فولاد در حدود 47% افزوده شود. همچنين با مقايسه دو فولاد 300C حاوي 65/0 و 1 درصد وزني تيتانيم كه به روش ذوب دوگانه (VIM + VAR) توليد شدهاند، مشخص شد كه افزايش تيتانيم از 65/0 به 1 درصد وزني باعث افزايش اندكي در مقادير استحكام و سختي و نيز كاهش ناچيزي در مقادير انعطافپذيري و مقاومت به ضربه فولاد ميشود.

واژههاي كليدي:
ذوب مجدد قوسي تحت خلاء، فولاد ماريجينگ 300C، ذوب القايي تحت خلاء، خواص مكانيكي، آخال، اتمهاي گازي.

1- مقدمه
فولادهاي ماريجينگ از جمله فولادهاي بـا اسـتحكام بـسيار بـالامحسوب مي شوند كه مقاومت خوبي در مقابل ضربه دارنـد. ايـنفولادها داكتيليته مناسب و نيز قابليت استفاده تا دماهايي بـالاتر ازدماي 500 درجه سانتي گراد دارند [3-1].
عناصري چون نيكل، كبالت، تيتانيم، موليبدن و منگنـز از عناصـرآلياژي مهم در اين فولادها به حـساب مـيآينـد . ميـزان كـربن وعناصر ناخالصي در اين فولادها بسيار كم ميباشد. به دليل مقداركربن بسيار پايين، ساختار مارتنزيتي اين فولادها داراي سـختي واستحكام پايين تري نسبت به ساير فولادهـاي مـارتنزيتي، ولـي بـا

1mmHg =1Torr =1315 10. × −3atm :توجه
در حالت a مقدار hc معادل با wt.% 05/0 يا ppm 500 ميباشد.

پيرسازي اين ساختار مارتنزيتي، استحكام و سختي آنهـا افـزايشقابل توجهي مييابد. در اثر پيرسختي اين فولادهـا رسـوباتي بـينفلزي در حد نـانومتر و همـدوس بـا زمينـه در سـاختار مـارتنزيتي
ت شكيل م يش ود ك ه موج ب اف زايش اس تحكام و س ختي اي ن فولادها مـيگردنـد . مهمتـرين ايـن رسـوبات عبارتنـد از: Ni3Ti، Fe2Mo و NiMn [6-4].
فولاد مورد استفاده در اين تحقيق از نـوع ماريجينـگ 18 درصـدنيك ل كبال تدار م يباش د ك ه داراي اس تحكام ت سليمي مع ادل 300 Ksi بوده و تحت نام اختصاري 300C شناخته مـي شـود . در ج دولهـاي (1) و (2) بـه ترتي ب تركيـب ش يميايي و خـواصمكانيكي اين فولاد ارائه شده است.
جدول (1): تركيب شيميائي فولاد ماريجينگ 300(wt%) C [2].
Fe C Al Ti Co Mo Ni نام عنصر
باقيمانده <0/03 0/1 0/7 9/0 5/0 18 wt%

جدول (2): خواص مكانيكي فولاد ماريجينگ 300C در شرايط پيرسازي شده [2].
429007-153935

خواص مكانيكي Ksi استحكام كششي MPa نهايي Ksi استحكام MPaتسليم درصد 50 ازديادميلي متر طول در درصدسطح مقطعكاهش 2/1Ksi.inتافنس 2/1شكست MPa.m

80 73 40 7 2000 290 2050 297 مقدار

جدول (3): برخي از واكنشهاي گاززدايي تعادلي در خلاء [14]. 1600 و فشار mmHg 1 دمايOC نسبت تعادلي واحد h رابطه K با دما مقدار h در واكنش

[]
H
H(g)
2
1
2
=

H
HH
K.P
h
2
1
2


=

ppm

H
.
logK
T
1905
2409
=−
+

77
/
0

N(g)
N
2
1
2
=
⎡⎤
⎣⎦

NH
N
K.P
h
2
1
2


=

ppm

N
.
logK
T
518
2937
+
=−

1
/
14

wt.%

CO
.
logK
T
1160
200
=−

a
4

10
×
7
/
4

CO(g)
O
C
=
+
⎡⎤⎡⎤
⎣⎦⎣⎦

COCO
O
C
h
.h
.P
K

⎤⎡

=

⎦⎣

ppm

H
.
logK
T
1160
600

=−

a

47
/
0

[]

H

H(g)

2

1

2

=

H

HH

K.P

h

2

1

2



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید