بررسی تحولات فازی و ریزساختارها در یک فولاد میکروآلیاژی حاوی ti و nb به روش های دیلاتومتری و متالوگرافی

بررسی و شناخت ریزساختار فولادهای چندفازی به منظور تشخیص و دستیابی به ساختار بهینه از نظر استحکام، سختی و چقرمگی و ... از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در سال های اخیر نیاز صنعتی به آلیاژهای مهندسی با استحکام بالا با ریزساختارهای چندفازی بیشتر شده است. در یک نوع فولاد کم کربنی کم آلیاژ جزئیات تحولات فازی و ریزساختارهای چندفازی تشکیل شده در شرایط سرد شدن پیوسته به روش دیلاتومتری-متالوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی منحنی های دیلاتومتری وقتی که سرعت سرد شدن بیش از c/s?1 بود، منحنی های دیلاتومتری فقط یک مرحله تغییرات انبساطی در درجه حرارتهای نسبتا پایین از خود نشان داد که متناسب با محدوده درجه حرارت تحول مارتنزیتی است. برای یک سرعت سرد شدن بین c/s?8/0-2/0، باز هم منحنی های دیلاتومتری تغییرات ابعادی کاملا یکنواخت وپیوسته یک مرحله ای در محدوده درجه حرارت تحولات فازی بینایتی و مارتنزیتی از خود نشان داد. درسرعت های سرد شدن آهسته تر از c/s?2/0 منحنی های دیلاتومتری تغییرات ابعادی دو مرحله ای از خود نشان دادکه مربوط به محصولات تحولات فازی فریتی و بینایتی است. این نتایج پیشنهاد می نماید که بینایت و مارتنزیت با مکانیزم برشی مشابه تحول می یابند، در حالی که فریت با مکانیزم دیفوزیونی که کاملا متفاوت از بینایت و مارتنزیت است، تحول می یابد. در بررسی های متالوگرافی انتخاب محلول اچ مناسب به منظور ایجاد کنتراست بالا در تصاویر میکروسکوپ نوری اهمیت ویژه ای دارد. محلول های اچ نایتال و پیکرال بدلیل قدرت آشکارسازی فازهای فریت و پرلیت معمولا در بررسی ریزساختاری فولادهای ساده کربنی مورد استفاده قرار می گیرند، درحالی که ایجاد کنتراست بالا بین ریزساختارهای چند فازی توسعه یافته در فولادهای آلیاژی نیازمند بکارگیری روش های متالوگرافی رنگی و استفاده از محلول های اچ شیمیایی مختلف می باشد. در این تحقیق بررسی ریزساختاری یک فولاد میکروآلیاژی چند فازی حاوی مخلوطی از فازهای فریت، بینایت و مارتنزیت با متالوگرافی رنگی انجام شده است. محلول های اچ شیمیایی مختلفی نظیر نایتال 2 درصد، پیکرال 4 درصد، سدیم متابی سولفیت 1 درصد و سدیم متابی سولفیت 8 درصد مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج تجربی نشان می دهد که با بکارگیری روشهای متداول متالوگرافی یک مرحله ای بر اساس نایتال 2 درصد و پیکرال 4 درصد کنتراست فازی بین ریزساختارهای سوزنی شکل بینایتی و مارتنزیتی ایجاد نمی گردد، این در حالی است که با استفاده از روش متالوگرافی دو مرحله ای بر پایه نایتال 2 درصد و لپرا، فاز فریت به رنگ سفید براق، فاز بینایت به رنگ آبی و فاز مارتنزیت به رنگ قهوه ای نمایان شده اند و کنتراست خوبی بین آنها در ریزساختارهای چند فازی ایجاد شده است. مشاهدات ریزساختارهای چندفازی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و بررسی های میکروسختی سنجی همراه با نانوسختی فازها، صحت اطلاعات بدست آمده از متالوگرافی رنگی را اثبات نمودند. هم چنین تلاش های گسترده ای برای بررسی اثرات متقابل بینایت و مارتنزیت بر سخت گردانی یکدیگر انجام گرفت. بر این اساس ریزسختی سنجی به همراه نانوسختی سنجی از نواحی مختلف بینایت و مارتنزیت انجام شد. نتایج سختی سنجی نشان داد که نواحی بینایتی تشکیل شده در مجاورت مارتنزیت اثرات سخت گردانی شدیدتری در مقایسه با نواحی داخلی بینایت از خود نشان می دهند که این پدیده در اثر تحول مارتنزیت و ایجاد تنش های شدید در بینایت مجاور مارتنزیت است. هم چنین اثرات سخت گردانی شدید نواحی مارتنزیتی در مجاورت فصل مشترک با بینایت در مقایسه با نواحی داخل مارتنزیت را می توان در اثر توزیع مضاعف کربن در آستنیت مجاور بینایت در اثر تحول بینایتی دانست.