بررسي تأثير پارامترهاي عمليات حرارتي بعد از تغيير شكل بر خواص ريزساختاري و مكانيكي فولاد 9Cr-1Mo

مهرناز روزبهاني*1، ويدا سليماني1 و بيتاله اقبالي2
كارشناس ارشد، دانشكده مهندسي مواد، دانشگاه صنعتي سهند تبريز
استاديار، دانشكده مهندسي مواد، دانشگاه صنعتي سهند تبريز
*mz_roozbahani@yahoo.com
(تاريخ دريافت: 14/05/89، تاريخ پذيرش: 16/08/89)

چكيده
فولادهاي 9Cr-1Moبه لحاظ خواص مهندسي برجستهاي مثل ضريب انبساط حرارتي پايين، مقاومت عالي در برابر تورم ناشي از تشعشع، استحكام كششي بالا و مقاومت به خزش و … كاربردهاي وسيعي در صنايع گوناگون از قبيل: صنايع شيميايي، پتروشيمي، نيروگاهها، راكتورهاي تأسيسات استراتژيك دارند. در اين پژوهش، هدف ريختهگري آزمايشگاهي نوعي از اين فولادها و اصلاح ريزساختار حاصل از ريختهگري بود. پس از عمليات ذوب و آلياژسازي، براي اصلاح ريزساختار غيرهمگن و درشتدانه، نمونهها در دماي 1150 درجه سانتيگراد پيشگرم شده و تحت تغيير شكل گرم در دماي 650 درجه سانتيگراد تا كرنش 5/1 قرار گرفتند. نمونههاي تغيير شكل پلاستيك داده شده در سه منطقه فازي آستنيت، آستنيت + فريت و فريت به مدت زمانهاي مختلف تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. با استفاده از بررسيهاي ريزساختاري و آزمايشهاي مكانيكي، شرايط بهينه از نظر دستيابي به ريزساختار ريز و همگن متشكل از دانههاي ظريف فريت در كنار فاز پراكنده مارتنزيت مربوط به عمليات حرارتي در دماي 900 درجه سانتيگراد و نگهداري به مدت زمان 120 دقيقه تشخيص داده شد.

واژه هاي كليدي:
عمليات حرارتي، فولاد 9Cr-1Mo، تغيير شكل گرم، تحولات ريزساختاري.

1- مقدمه
فولادهاي زنـگنـزن9Cr-1Mo ، بـه طـور وسـيعي در تجهيـزاتتوليد انـرژي بـا اسـتفاده از سـوخت فـسيلي، ژنراتورهـاي بخـار، صنايع پتروشيمي و تجهيزات شـيميايي و مهندسـي، تـوربينهـايگــازي و صــنايع هواپيمــايي و هــوا- فــضا و تجهيــزات انــرژيالكتريكي و اجزاي راكتورهاي همجوشي و شكافت هـستهاي بـه كار برده ميشوند.
اين فولادهاي مقـاوم بـه حـرارت معمـولاً 9% كـروم، 1/0-2/0% كـربن، ح دود 1-2% عناصـر ديرگ داز مثـل W ،Mo و مق ادير جزئ ي Nb ،V و … دارن د. ب ه اي ن دس ته از فولاده ا، فولاده اي فريتي/ مارتنزيتي اطلاق مي شود زيرا با توجه به دياگرام اسـتحالهسرد كردن پيوسته(CCT) ، اين فولادها حين سرد شدن در هوا از دماهاي نرماله كردن معمولي، مارتنزيتي مـيشـوند در حـالي كـهسرد كردن نمونهها در كوره منجر به رخ دادن استحاله نفـوذي وايجاد ريزساختار فريتي ميشود [1، 2، 3 و 4].
ك اربرد م واد فل زي و آلياژه ا م ستلزم ب ه ك ارگيري روشه اي فرآوري جديدي شامل شكلدهي و عمليات حرارتي و يـا تلفيـقآنها است . نياز به قطعات با استحكام مطلـوب در دمـاي محـيط ومشكلاتي كه در بحث شكلدهي و توليد قطعـات در ايـن دماهـابه خاطر پايين بودن قابليت شكلپذيري عارض ميگـ ردد، تفكـراستفاده از فرآيندهاي شـكلدهـي گـرم بـر مبنـاي اصـل كـاهشاستحكام مواد و اغلب افزايش قابليت شكلپذيري آنها با افزايشدما را توسعه داده است. به علاوه توسعه روزافـزون تكنولـوژي ونياز آن به توليد قطعات با خواص متنوع نـشان داده اسـت كـه دربــسياري از مــوارد تنهــا فرآينــدهاي شــكل دهــي نمــي تواننــد تأمينكننده ويژگي هاي لازم در قطعات مهندسي باشـند و از ايـن رو، عمليات حرارتي پس از شكلدهي به منظـور ايجـاد خـواصمورد نياز در قطعات صنعتي گسترش يافته است [5].
بنابراين بررسـي اثـرات اعمـال تغييـر شـكل گـرم و نيـز عمليـاتحرارتي بعد از تغيير شكل بـر تحـولات ريزسـاختاري و خـواصمك انيكي آلياژه ا در جه ت بهين ه ك ردن ش رايط ش كلده ي و عمليــات حرارتــي بــراي دســتيــابي بــه خــواص مطلــوب درمحصولات نهايي داراي اهميت است [5].
در زمينه اثرات عمليات تغيير شكل گرم و عمليات آنيـل پـس ازآن بر خواص و ريزساختار فـولاد پركـروم9Cr-1Mo اطلاعـاتزيادي در دسترس نيست.
در تحقيق حاضر ابتدا، فولاد پركروم9Cr-1Mo ريخته گري شد . بــا توجــه بــه دو فــازي بــودن ريزســاختار ريختگــي (فريتــي- مارتنزيتي) و اينكه بررسيهاي پيشين نشان داده كه در فولادهايدوفازي فريتي – مارتنزيتي، امكان بهبود داكتيليتـه و چقرمگـي بـاايجاد ريزساختاري با اندازه دانه خيلي ريز و توزيع يكنـواختي ازفازهاي فريت و مارتنزيت وجود دارد [6]، در تحقيق حاضر سعي شده با انجام عمليـات شـكلدهـي گـرم و سـپس آنيـل در دمـا ومدت زمان مناسب چنين نتيجهاي حاصل شود.

2- روش تحقيق
براي انجام تحقيق حاضر، ابتـدا تركيـب شـيميايي مناسـب فـولاد9Cr-1Mo طراحي و محاسبه گرديد. سپس بـا تهيـه مـواد شـارژ لازم، عملي ات ذوب و آلياژس ازي در ي ك ك وره الق ايي
آزمايـشگاهي انجـام گرفـت . مـذاب بـ ه دسـت آمـده بـا دمـاي ف وقگ داز مناس ب ب ه داخ ل قال به اي ماس هاي Y ش كل ريختهگـري شـد. ريزسـاختار نمونـه ريختـه شـده از لحـاظ نـوع فازهاي تشكيلدهنده، كسر حجمي فازها و مورفولـوژي و نحـوه توزيع آنها مورد بررسي قرار گرفت.
ب ه منظور اصلاح ريزساختار ريختگي غير همگن و درشـت دانـه،از Y بلـــوك ريختـــه گـــري شـــده نمونـــههـــايي بـــه ابعـــاد mm 55 × 35 × 25 برش داده شد. ايـن قطعـات در دمـاي 1150 درجه سانتي گراد پيشگرم شده و در دماي 650 درجه سانتي گراد از بزرگترين بعد توسط دسـتگاه پـرس هيـدروليك تحـت تغييـر شكل تا كرنش 5/1 قرار گرفتند. نمونهها بلافاصـله پـس از پايـان تغيير شكل در آب كوئنچ شدند. آنگـاه نمونـه هـاي تغييـر شـكل پلاستيك داده شده در دماهاي مختلف مربوط به سه منطقه فازي فريت (800 درجه سـانتي گـراد )، آسـتنيت+ فريـت (900 درجـهسـانتي گـراد ) و آسـتنيت (1000 درجـه سـانتيگـراد ) بـه مـدت زمانهاي مختلف تحـت عمليـات حرارتـي آنيـل قـرار گرفتنـد .
براي بررسي تغييرات ريزساختاري، پس از عمليات سمباده زني وپوليش، نمونه ها با محلول ماربل اچ شدند و در نهايت ريزساختارتوسط ميكروسكوپ نـوري مـورد بررسـي قـرار گرفـت. سـختينمونهها از روش ويكرز و تحت بار اعماليKg 30 به دست آمد .
از نمونه هاي آنيـل شـده در 900 درجـه سـانتيگـراد ، نمونـه هـايكـشش بـا ابعـادي مطـابق اسـتانداردJis Z2201 سـاخته شـدند وآزمايش كشش با نرخ كرنش 1- S4-10 × 4/3 و در دماي محـيطانجام گرفت.

شكل (1): تصاوير ميكروسكوپ از ريزساختار ريختگي فولاد.9
Cr-1Mo

شكل (2): تصوير ميكروسكوپ نوري از مقطع پرس شده.

3- نتايج و بحث
پس از انجام مرحله ذوبريزي، نتيجه تست كوانتـومتري درصـدعناصر موجـود در تركيـب فـولاد را شـامل 5/9% كـروم، 07/0% كربن، 96/0% موليبدن، 62/0 منگنز و 5/0% نيكل و مقادير جزئي از عناصري چون V ،Al ،Si مشخص نمود.
شكل (1) ريزساختار فولاد را در شرايط ريختگي نشان مـي دهـد .
ريزساختار ريختگي دوفازي است كه فاز فريت با كـسر حجمـي15%، فاز مارتنزيت زمينه را احاطه كرده است.
در شكل (2) ريزساختار نمونه فولادي پس از تغييـر شـكل نـشانداده شده است.
ريزساختار متشكل از فاز فريت در مرزهاي زمينه مارتنزيتي استكه با اعمال كرنش، فاز فريت بـه صـورت بانـدهايي مـوازي كـهعمود بر جهت اعمال كرنش آرايش يافتهاند، در زمينه مارتنزيتيمشاهده مي شود. حضور دانه هاي ريز فريت در ايـن بانـدها و نيـز تغيير در توزيع اندازه واحدهاي مارتنزيتي به خوبي مشهود است. ب راي اي ن ف ولاد، دم اي AC1 = 827˚C و دم اي AC3 = 907˚C است، پس تغيير شكل فولاد در منطقه تك فازي فريت انجام شده است. در اين شرايط تبلور مجدد آستنيت رخ نميدهـد و انـرژيحاصل از تغيير شكل در داخل نمونه ذخيره ميشود [7].
ظهور دانـههـاي ريـز فريـت در ريزسـاختار تغييـر شـكل يافتـه را ميتوان ناشي ازتبلور مجدد ديناميكي فريت در دماي تغيير شكلو استحاله تحت كرنش فريت دانست.
در شكل (3) تحولات ريزساختاري اتفاق افتاده در جريـان آنيـلدر دماي 800 درجه سانتيگراد و مدت زمانهاي مختلـف نـشانداده شده است.
در اي ن دم ا ف ولاد 9Cr-1Mo در ناحي ه ت كف ازي فريت ي ق رار ميگيرد. آنيل در ناحيه تكفازي فريتي سبب تجزيه مارتنزيت بهفريت و كاربيد 6M23C ميشود [8].
(1) α'(martensite) → M23C6 + α(ferrite) به نظر ميرسد كه پس از آنيـل بـه مـدت 30 دقيقـه، فرآينـدهاينرمشـوندگي درون فـاز فريـت حاصـل از تجزيـه مارتنزيـت، بـه سرعت پيشرفت كرده و دانههاي تبلـور مجـدد يافتـه بـا مرزهـايم وجدار در ط ول م رز واح دهاي م ارتنزيتي جوان ه زدهان د، در بعضي از نقاط، مرزدانههايي بـه صـورت رگـههـاي ضـعيفتـريديده مي شود و در بخشهاي ديگر مرزهـاي مـوجدار بـا ظـاهريمشخصتر ايجاد شدهاند.
با افزايش زمان آنيل بـه 60 دقيقـه، تعـداد ايـن مرزهـاي مـوجدار افزايش يافته و توزيع يكنواختتري در تمام سطح نمونه مـشاهدهميشود. در زمان نگهداري 120 دقيقه تقريباً در تمـام ريزسـاختاردانههاي تبلور مجدد يافته فريتي و مرزهـاي مـوجي شـكل ديـدهميشود. در مدت زمان آنيـل 240 دقيقـه دانـههـ اي تبلـور مجـدديافت ه درش تت ر ش ده و ني ز در بان دهاي فريت ي موج ود از قب ل دانههاي تبلور مجدد يافته فريتي مشاهده ميشود.
7696216735

الف
ب
ج
د
شكل (3): تأثير مدت زمان آنيل بعد از پرس گرم بر ريزساختار فولاد
9Cr-1Mo در دماي آنيل C˚800.

بنابراين ريزساختار دوفازي فريتـي- مـارتنزيتي فـولاد9Cr-1Mo پس از آنيل به مدت زمان 240 دقيقه، در اين دمـا بـه ريزسـاختار كاملاً فريتي استحاله پيدا كرده است (شكل3- د).
حضور مرزدانه هاي موجدار در نقاط مختلـف نمونـه نـشاندهنـده پيشرفت فرآ يندهاي نرم شوندگي شده و انجام تبلور مجدد تحتمكانيزم برآمده شدن مرز1 است [9].
اين مكانيزم شامل برآمده شدن بخشي از مرزدانه اوليه اسـت كـهباعث باقي ماندن ناحيه عاري از نابجـايي در پـشت مـرز در حـالمهاجرت مي شود. وقوع اين مكانيزم به ويژه در كرنشهاي پايين

شكل (4): تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) از نمونه آنيل شده در دماي C˚800 به مدت 120 دقيقه.

و متوسط مشاهده ميشود [9].
در جوانه زني توسط برآمدن مرز بخشي از مرز توسط ناخالصيها قفل مي شود يا اينكه مرزهاي فرعي بـه طـور موضـعي بـه واسـطهحركت ناشي از كرنش مرز به طرف بيرون خم ميشوند و ناحيـه پشت مرز مهاجرت كرده كه عاري از نابجاييها است، بـه عنـوانهسته عمل ميكند [8].
در نمونه هاي آنيل شده در دمـاي 800 درجـه سـانتيگـراد ، قفـلشدن مرزها توسط رسوبات (6(M23C مي تواند دليل رخ دادن اينمكانيزم باشـد. مرزهـاي آسـتنيت- فريـت و مارتنزيـت– فريـت،مك انه اي ترجيح ي جوان هزن ي كاربي دها ه ستند و ب ه ع لاوه كاربيدها، درون دانههاي فريت هم رسوب ميكنند [10].
در ش كل (4) ت صوير ميكروس كوپ الكترون ي روب شي (SEM) نمونه آنيل شده به 120 دقيقه نشان داده شده است.
در اين مدت زمان، هنوز ساختار كاملاً فريتي نشده است و ذراترسوب كاربيد به وضوح مشاهده ميشوند. اين رسـوبات در مـرز مشترك باندهاي فريتي و فـاز مارتنزيـت بـه تعـداد زيـاد موجـودهستند و به تعداد كمتري درون فاز فريت رسوب يافتهاند. در ايننوع كاربيدها معمولاً M عناصر Mo ,Fe ,Crاست.
تغييــرات ســختي بــا افــزايش زمــان آنيــل و ايجــاد تحــولاتريزساختاري در شكل (5) آورده شده اسـت. كـاهش سـختي بـا

˚C
شكل (5): تغييرات سختي نمونههاي آنيل شده در دماي 800 با زمانهاي آنيل مختلف.

افزايش زمان آنيل قابل مشاهده است. با استحاله زمينه مـارتنزيتيبه فريتي و نيز رخ دادن تبلور مجـدد در زمينـه فريتـي بـه تـدريجكاهش سختي مشاهده ميشـود . رخ دادن تبلـور مجـدد فريـت وآزاد شدن تنش سبب كاهش سـختي شـده و پـس از زمـان آنيـل 240 دقيقه كمترين مقدار سختي (حدودHv 170) حاصـل شـدهاست.
در شكل (6) تحولات ريزساختاري اتفاق افتاده در جريـان آنيـلدر دماي 900 درجه سانتي گراد و مدت زمانهاي مختلـف نـشانداده شده است.
تغييراتي در باندهاي فريت اوليه اتفاق افتاده و به تدريج بانـدهايفريتي اوليه خرد شـدهانـد . بـ ه عـلاوه دانـههـاي جديـد فريـت درريزساختار ظاهر شده است. در نهايت در مـدت زمـان آنيـل 240 دقيقه (شكل 6- د ) دانههاي فريت بـه تعـداد فـوقالعـاده زيـاد درساختار به صورت تقريباً همگن ظاهر شدهاند.
در دم اي 900 درج ه س انتيگ راد ف ولاد 9Cr-1Mo در ناحي ـه دوفازي فريتي – آستنيتي قرار دارد. خرد شدن باندهاي فريتـي بـاافزايش زمـان، در محـل برخـورد دانـههـا رخ مـيدهـد . در نقطـهاتصال سه گانه كه متشكل از يـك مرزدانـه و دو مـرز بـين فـازياست، داخل شدن فاز ثانويه در طول مرزدانـههـا در سـاختار بانـدفريتي سبب شكسته شدن آن به اجزاي ريزتر ميشود.

الف
ب
ج
د

الف

ب

ج

د

شكل (6): تأثير مدت زمان آنيل بعد از پرس گرم بر ريزساختار فولاد
9Cr-1Mo در دماي آنيل C˚900.

مطابق شكل (7) اين فرآيند توسط تنظـيم زاويـه تمـاس در نقطـهاتصال سه گانه مر زدانه و مرز فازي آغاز ميشود. نيـروي محركـهبراي پيشرفت بعدي به سمت ساختار كـرويتـر و شكـسته شـدنلايههاي فازي توسط كاهش انرژي سطحي فراهم ميشـود [11].
ظهور دانه هاي جديد فريت در ريزساختار با افزايش زمـان آنيـل،مبين انجام استحاله آستنيت به فريت است.

شكل (7): طرح سادهاي از آرايش محل تماس دانههاي فريت، آستنيت و كششهاي سطحي در نقطه اتصال سهگانه [11].

در فولادهاي دوفازي، در صورت انجام آنيل در محدوده دمـايياستحاله، رقابتي بـين فرآينـدهاي نـرمشـوندگي و اسـتحاله فـازيجهت مصرف كردن نيروي محركه حاصل از تغيير شكل وجـود دارد معمولاً تحول فازي، كل انرژي ذخيـره شـده ناشـي از تغييـرشكل در ساختار را مصرف كرده و بدينوسـيله مـيتوانـد وقـوعتبلور مجدد را به طور كامل منتفي نمايد [5].
-3139439-3603072

درصورت انجام تبلور مجدد آستنيت، پس از سرد شـدن تعـادليآستنيت به فريت استحاله مييابـد و افـزايش دانـههـاي فريـت درريزساختار توجيه مـيشـود امـا بـه دليـل سـرد كـردن غيرتعـادلينمونههاي آنيل شده (كوئنچ در آب)، ظهور دانـههـاي فريتـي بـهتعداد زياد در ريزساختار مبين انجـام اسـتحاله فـازي آسـتنيت بـهفريت است كه اين استحاله با صرف انرژي ذخيره شـده ناشـي ازتغيير شكل، از انجام تبلور مجدد جلوگيري كرده است.
در شكل (8) تحولات ريزساختاري اتفاق افتاده در جريـان آنيـلدر دماي 1000 درجه سانتي گراد و مدت زمانهاي مختلف نشان
داده شده است. نتيجه آنيل در اين دما، تقريباً مشابه با دمـاي 900 درجه سانتي گراد است.
چنانچه از تصاوير ميكروسكوپ نوري مـشخص اسـت در مـدتزمان نگهداري 30 دقيقه ريزساختار متشكل از باندهاي فريتي درزمينه مارتنزيتي است و پس از60 دقيقه دانـههـاي ريـز فريـت درزمينه شروع به جوانهزني كردهاند.
ايجاد ساختار بمبو شكل و پس از آن مرواريـدي شـدن بانـدهايفريتي موجود از قبل در زمانهاي آنيل بالاتر در اينجا نيز مشاهدهميشود.
الف
ب
ج
د
شكل (8): تأثير مدت زمان آنيل بعد از پرس گرم بر ريزساختار فولاد
9Cr-1Mo در دماي آنيل C˚1000.

افزايش زمان آنيل سبب ايجاد دانههاي جديد فريـت بيـشتري درزمينه مارتنزيتي شده است . اما مسأله مشخص اين اسـت كـه پـساز زمان نگهداري 240 دقيقه، ظهور دانههاي فريت به تعداد زيـاددر ساختار مشاهده نميشود و ساختار همگن مشابه با دمـاي 900 درجه سانتي گراد مشاهده نمي شود، علاوه بر اينكه در مدت زمانمشابه دانهها نيز درشتترند.
بــا توجــه بــه اينكــه فــولاد 9Cr-1Mo در دمــاي 1000 درجــه سانتيگراد در ناحيه تكفازي آستنيت قرار دارد، به نظر ميرسـد

شكل (9): تأثير زمان آنيل بر ازدياد طول مجموع.

فولاد در ناحيه تكفازي آستنيت سبب استحاله بازگـشتي فريـتبه آستنيت شده است.
مكانيزم ايجاد تغييـرات در بانـدهاي فريتـي (بمبـو شـكل شـدن وسپس مرواريدي شدن) مـشابه بـا دمـاي 900 درجـه سـانتيگـراداست كه در اينجا مجدداً ذكر نميشوند.
البته دماي نگهداري بالاتر سبب درشتتـر شـدن دانـه نـسبت بـهدماي 900 درجه سانتيگراد شده است. باتوجـه بـه اينكـه توزيـعريزساختار همگنـي از آنيـل در دمـاي 1000 درجـه سـانتيگـرادحاصل نمي شود، به نظر ميرسد براي ايجاد ريزساختار مناسب از نظ ر ريزس اختار و خ واص مك انيكي، دم اي آني ل 1000 درج ه سانتيگراد مناسب نميباشد.
ريزساختار دوفازي ناشي از آنيل در دماي 900 درجه سانتيگراد با توزيع دانه همگنتر و ريزتر مناسـبتـر بـه نظـر مـيرسـد پـسخواص مكانيكي نمونه هاي آنيل شده در مـورد نمونـه هـاي آنيـلشده در اين دما در دماي محيط مورد بررسي قرار گرفت.
در نمودار شكل (9) و (10) تغييرات استحكام تسليم و اسـتحكامكششي نهايي و درصد ازدياد طول مجموع با افزايش زمان بـراينمونههاي آنيل شده در دماي 900 درجه سانتيگراد در زمانهاي نگهداري 5، 30 و 240 دقيقه آورده شده است.
نمودار شكل (11) تغييرات سختي با دما را نشان ميدهد. خواص كششي و شكلپذيري فولادهاي دوفازي فريتي- مارتنزيتي متأثراز پارامترهايي مثل كـسر حجمـي اجـزاء، انـدازه و نحـوه توزيـعفازهاي تشكيلدهنده ريزساختار است [12].

شكل (10): تأثير زمان آنيل بر استحكام تسليم و UTS.

˚C
شكل (11): تغييرات سختي با افزايش دماي آنيل در دماي900.

در مورد فولاد9Cr-1Mo نتايج تست كشش مبين بهبود داكتيليته و چقرمگي با افزايش زمان آنيل است. از آنجا كه افـزايش زمـانآنيل، افزايش مقدار فاز نرم فريت در ريزساختار و كاهش مقـدار فاز سخت و ترد مارتنزيت را سبب شده، تنش تسليم كاهش يافتهو به تدريج ازدياد طـول مجمـوع كـه بـه عنـوان معيـار داكتيليتـهدرنظر گرفته شده، افزايش يافته است. بنابراين ريزساختار فولاد با توزي ع همگ ن دان هه اي فري ت در زمين ه مارتنزي ت تمپ ر ش ده تركيب خوبي از استحكام و داكتيليته را ارائه ميكند.
كاهش سختي با افـزايش زمـان نگهـداري در دمـاي 900 درجـهسانتيگراد را مـيتـوان ناشـي از افـزايش مقـدار فـاز نـرم فريـتدانست.

4- نتيجهگيري
در پ ژوهش حاض ر پ س از انج ام مرحل ه ريخت هگ ري ف ولاد 9Cr-1Mo مارتنزيتي – فريتي، به منظور بهبود خواص مكانيكي و ريزساختاري فولاد حاصل، پس از انجام يك مرحله شـكلدهـيگرم (فورج گرم يك جهته)، عمليات آنيل در منطقه تـكفـازيفريت (دماي 800 درجه سانتيگراد)، دو فازي فريتي – مارتنزيتي(دماي 900 درجه سانتيگراد) و تك فازي آستنيتي (دماي 1000 درجه سانتيگراد) اجرا شد.
يافتههاي حاصل از اين تحقيق به طور خلاصه عبارتند از:
ريزسـاختار تغييـر شـكل يافت ه متـشكل از بانـدهاي فريت ي درزمينه مارتنزيتي است.
آني ل در محـدوده ت ك فـازي فريتـي، س بب تبل ور مجـددمارتنزيت و ايجاد ريزساختاري كاملاً فريتي پـس از مـدت زمـاننگهداري 240 دقيقه ميشود.
با افزايش زمان آنيل در محدوده تكفازي فريتي، سـختي بـهسبب اسـتحاله مارتنزيـت بـه فريـت و فرآينـدهاي نـرمشـوندگيكاهش مييابد.
آنيل در ناحيه دوفـازي فريتـي- آسـتنيتي (دمـاي 900 درجـهسانتيگراد) سبب ايجاد ريزساختار همگني از دانههاي فريـت درزمينه مارتنزيتي پس از زمان 240 دقيقه شده است.
افزايش زمان آنيل در دمـاي 900 درجـه سـانتيگـراد (ناحيـهدوفازيγ + α ) سبب افزايش كسر حجمي فاز فريت و در مقابـلك اهش ف از مارتنزي ت م يش ود. اي ن پدي ده ناش ي از اس تحاله آستنيت به فريت است.
آنيل در دماي 1000 درجه سانتي گراد ريزساختار ناهمگني ازدانههاي فريتي در زمينه مارتنزيتي ايجاد ميكند.
آني ل در دمـاي 900 درجـه سـانتيگ راد، عـلاوه ب ر ايج ادريزساختار همگن ، بهبود خواص مكانيكي يعنـي بهبـود همزمـانچقرمگي و داكتيليته را سبب شده است.

5- مراجع
R. L. Klueh, D. R. Harries, “High-Chromium Ferritic and Martensitic Steels for Nuclear Applications, Chapter 2:
Development of High (7–12%) Chromium Martensitic Steels”, American Society for Testing and Materials,
WesConshohocken, PA, 2001.

R. L. Klueh, A. T. Nelson, “Ferritic / Martensitic Steels for Next Generation Reactors”, Journal of Nuclear Materials, 371, pp. 37–52, 2007.

N. Parvathavarthini, S. Saroja and R. K. Dayal, “Infuence of Microstructure on the Hydrogen Permeability of 9%Cr-1%Mo Ferritic Steel”, Journal of Nuclear Materials, 264, pp. 35-47, 1999.

G. Gupta, B. Alexandereanu and G. S. Was, “Grain Boundary Engineering of Ferritic-Martensitic Alloy T91”, Metallurgycal and Materials Transactions A, Vol. 35A, pp.
717-719, 2004.

ك. دهقاني، ا. مـؤمني، متـالورژي عمليـات ترمودينـاميكي (جلـداول: دستهبندي، مكانيزمهاي استحكامدهي و فرآينـدهاي تـرميم)، انتشارات فدك ايستاتيس، تهران، 1386.

H. Luo, J. Sietsma and S. Van der Zwaag, “A Novel
Observation of Strain-Induced Ferrite-to-Austenite
Retransformation after Intercritical Deformation of C-Mn Steel”, Metallurgycal and Materials Transaction A Vol.
35A, 2004.

T. Siwecki, G. Enberge, “Thermomechanical Processing in Teory, Modeling a Practice”, Sweden, pp. 121-143, 1996.

B. K. Jha, P. Jha and C. D. Singh, “Process Technology for the Continuous Hot Band Annealing of 17%Cr Ferritic Stainless Steel”, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 11, No. 2, pp.180-186, 2002.

M. Natori, Y. Futamura, T. Tsuchiyama, S. Takaki, “Difference in Recrystallization Behavior between Lath Martensite and Deformed Ferrite in Ultralow Carbon Steel”, Scripta Materialia, Vol. 53, pp. 603-608, 2005.

I. Shimizu, “Theories and Applicability of Grain Size Piezometers: The Role of Dynamic Recrystallization Mechanisms”, Journal of Structural Geology, 30, pp.
899-917, 2008.

J. Keichel, J. Foct and G. Gottstein, “Deformation and Annealing Behavior of Nitrogen Alloyed Duplex Stainless Steels. Part II: Annealing”, ISIJ International, Vol. 43, pp.
1788-1794, 2003.

A. Bag, K. K. Ray and E. S. Dwarakadasa, “Influence of Martensite Content and Morphology on Tensile and Impact Properties of High-Martensite Dual-Phase Steels”, Metallurgical and Materials Transaction A, Vol. 30A, pp.
1193-1202, 1999.
6- پينوشت
1- Bulging



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید