رفتار خستگی خمشی فولاد زنگ نزن aisi 420عملیات حرارتی شده در زمانای خیلی کوتاه

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی عالی، مقاومت به خوردگی متوسط و کارایی در دماهای بالا و پایین به طور گسترده، در صنایع مختلف بکار می روند. یکی از کاربردهای این فولادها ، استفاده از آن ها در پره توربین است. شکست پره های توربین بخار کم فشار ردیف آخر در نیروگاه های کشور که از جنس فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 420 می باشد یکی از موضوعات مورد توجه در صنعت نیروگاهی کشور بشمار می رود. از آنجا که در تحقیقات پیشین خستگی به عنوان یک عامل بالقوه و تأثیرگذار در شکست این قطعات در نواحی جوشکاری شده مطرح شده است، لذا در این تحقیق رفتار خستگی خمشی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 420 باز گرم شده مطابق شرایط جوشکاری پره ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به تحقیقات سایر محققین ابتدا برای یکسان سازی ساختار کلیه نمونه ها که از قسمت های مختلف پره تهیه شده بودند، نمونه ها در دمای ?1050 در یک کوره مقاومتی آستنیته و در هوا کوینچ و سپس در دمای ?200 به مدت یک ساعت تمپر شدند. به منظور ایجاد ریزساختارهای حاصل از جوشکاری ، با توجه به نتایج تحقیقات پیشین نمونه ها در دماهای 500، 700 و900 درجه سانتی گراد به مدت زمان دو دقیقه(مطابق با زمان جوشکاری) در حمام نمک گرم شده و در هوا تا دمای اتاق سرد شدند. برای انجام تست خستگی در سطوح تنشی مختلف از دستگاه خستگی خمشی مدل avery استفاده شد. به منظور بررسی ریزساختار و سطوح شکست میکروسکوپ های نوری، الکترونی و استریو مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آزمایش های خستگی در سطوح تنشی مختلف نشان داد که یک رابطه مشخص بین رفتار خستگی و خواص مکانیکی به دست نمی آید که علت این موضوع به پیچیدگی ریزساختار و تغییر مکانیزمهای شکست در شرایط مختلف نسبت داده شد. بررسی سطح شکست نشان داد که در سطح تنش پایین، مسیر ترجیحی عبور ترک از داخل دانه ها و در سطح تنش نسبتاً بالا از مرزدانه ها می باشد به گونه ای که در تنش mpa481 نمونه ی بازگرم شده در دمای ?700 و در تنش mpa678 نمونه ی بازگرم شده در دمای ?900 بیشترین تعداد چرخه تا شکست را تحمل می کنند. عامل کنترل کننده ی خستگی در سطوح تنش اعمالی، رشد ترک تشخیص داده شد. مکانیزم شکست ناگهانی و خستگی متفاوت بود. همچنین بررسی سطوح شکست نشان داد که سطوح نمونه ها از دو منطقه ی صاف(جوانه زنی و رشد ترک) و زبر(شکست ناگهانی) تشکیل شده و جوانه زنی ترک خستگی از سطح نمونه ها انجام گرفته است.