در تحقیق انجام شده عیوب سطحی میلگردهای نورد گرم شده کم آلیاژ، فولاد 41cr4، با تاکید بر عیب ترکهای گرم سطحی بررسی شده و تاثیرات هر یک از عوامل و تجهیزات تولید، زمان و درجه حرارت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . در این راستا علل بروز ترکهای گرم به دو دسته مکانیکی و متالوژی تقسیم و تاثیر عوامل به همراه راه حلهای مربوطه ذکر گردیده است . از جمله این موارد بررسی قفسه نورد اولیه (خشن) (از نظر کیفیت سطحی غلتک ، جک و متعلقات مربوطه و میزان کاهش)، نودر میانی (طراحی گذرگاه بیضی مناسب)، قفسه نورد نهایی و اثر مخرب برخی عناصر مثل قلع، مس ، گوگرد زیاد و ناخالصیهای موثر بر ایجاد ترکهای گرم سطحی می باشد. از طرف دیگر تاثیر عوامل حرارتی مکانیکی بر خواص فولاد مذکور با اعمال دو مقدار 55 و 69 درصد تغییر فرم درجه حرارت پایانی 850 و 1000 درجه سانتی گراد بررسی و توسط آزمایشهای سختی سنجی، متالوگرافی سطح (ریز ساختار و اندازه دانه آستنیت)، کشش و ضربه نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . در انتها به منظور بررسی تاثیر عیوب سطحی ایجاد شده برروی میلگردهای تولیدی بر فرم پذیری آنها در خلال عملیات آهنگری گرم بعدی، نمونه هایی استوانه ای از میلگردهای نورد شده در حالتهای مختلف پس از نورد گرم، پس از نورد گرم، و ماشینکاری(peeling) شده، پس از نورد گرم و تراشکاری شده و درجه حرارت کار گرم به میزان 30 الی 60 درصد آهنگری گرم (hot upset) گردید. نتایج حاصل از بررسیهای انجام شده حاکی از آن است که با فرض استفاده از مواد اولیه مناسب و در نظر داشتن مسائل متالوژیکی، با حذف علل مکانیکی بروز ترکهای سطحی و رعایت برخی نکات طراحی، می توان از ایجاد ترکهای گرم سطحی بر روی میلگردهای فولادی کم آلیاژ 41cr4 جلوگیری به عمل آورد. از جمله این نکات ، کاهش سطح مقطعهای مناسب ، بخصوص در آخرین مرحله حداکثر 15 درصد و طراحی صحیح و مناسب گذرگاه بیضی (قبل از گذرگاه دایره نهایی) می باشد. همچنین با ثابت بودن کاهش سطح مقطع و افزایش درجه حرارت پایانی نورد از 850 به 1000 درجه سانتی گراد، اندازه دانه به میزان یک واحد استاندارد astm رشد، سختی حدو 6 درصد و استحکام تسلیم و کششی حدود 2/5 درصد افزایش و ازدیاد طول نسبی حدود 6 درصد و انرژی ضربه حدود 40 درصد کاهش و بدنبال آن استحکام تسلیم حدود 9 درصد، ازدیاد طول نسبی حدود 12 درصد و نهایتا انرژی ضربه حدود 42 درصد افزایش یافته است . از طرف دیگر آزمایشهای فرم پذیری نمایانگر این واقعیتند که شیارهای سرتاسری عمیق و نیمه عمیق ناشی از ابزار و لوازم تولید میلگرد اثری بر فرم پذیری نمونه ها در عملیات آهنگری گرم نداشته و لیکن ترکهای سطحی در هر حالت باعث اسقاط شدن نمونه ای آهنگری شده در فرایند تولید می شوند.

فولاد های فوق مستحکم کم آلیاژ با درصد کربن متوسط و مقادیر متفاوت کرم ، مولیبدن ، نیکل ، سیلیسیم و وانادیم جهت قطعات حساس در صنایع هوافضا ، نیروگاههای اتمی و صنایع نظامی مورد نیاز می باشند. این نوع فولادها می توانند در استحکام های تسلیم بیشتر از ‏‎mpa‎‏ 1400 به طور موفقیت آمیزی بکار گرفته شوند ، اما اغلب استفاده تجاری از آنها به علت چقرمگی شکست ضعیفشان محدود می شود. تاکید عمده جهت بهبود چقرمگی شکست این فولادها از طریق کنترل ریزساختار به روش عملیات حرارتی ، عملیات ترمومکانیکی ، اصلاح ناخالصیهای سولفیدی و طراحی آلیاژهای جدید انجام می گیرد.

سوپرآلیاژهای پایه نیکل از قابلیت مناسبی برای کار در دماهای بالا برخوردارند، بطوریکه در صنایع هوا-فضا و صنایع تولید برق بعنوان دیسک و پره های توربین مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به نیاز روزافزون صنایع داخلی به این آلیاژها و پیچیدگی های متالورژیکی آنها این پایان نامه برای دستیابی به دانش فنی عملیات حرارتی پره های سوپرآلیاژ پایه نیکل ‏‎u-720‎‏در دانشگاه تربیت مدرس و گروه تحقیقات صنایع مهام تعریف شد. از آنجایی که سوپرآلیاژها بخش قابل توجهی از استحکام خود را از طریق رسوبات بدست می آورند ، سیکلهای مختلف عملیات حرارتی برای شناسایی و بررسی انحلال و سینتیک رشد رسوبات بر روی آن نمونه ها انجام شد.

هدف از این تحقیق ارائه فرایند مناسب جوشکاری برای یک نوع فولاد فوق مستحکم با ترکیب شیمیایی نزدیک به فولاد ‏‎nisi 4340‎‏ و سختی پذیری برابر با این فولاد که به تازگی در ایران تولید شده می باشد. برای این منظرو آزمایشات اولیه جهت تعیین مقادیر بهینه شرایط جوشکاری با استفاده از تکنیک ایجاد گرده جوش روی صفحه ‏‎(bead-on-pgate)‎‏ فولاد آنیل شده با ضخامت 14-12 میلیمتر انجام شد. در این آزمایشات اثر حرارت ورودی بر روی خواص مکانیکی (سختی)، ساختار و وسعت منطقه متاثر از حرارت و همچنین اثر دمای پیشگرم، پسگرم و تنش زدایی بر خواص مکانیکی (سختی) و خواص متالورژیکی (ریزساختار) فلز جوش و منطقه متاثر از حرارت مورد بررسی قرار گرفت. از روش جوشکاری قوسی با الکترود تنگستن ‏‎(gtaw)‎‏ به صورت اتوماتیک استفاده گردید و در نهایت نمونه ها کوئنچ و تمپر گردیدند.یکی از اهداف این پروژه یافتن بهینه فرایند جوشکاری قوسی با الکترود تنگستن برای جوشکای فولاد مزبور به منظرو دستیابی به جوشی سالم به عمق نفوذ و پروفیل مناسب می باشد. همچنین بررسی تاثیر حرارت ورودی، دماهای پیشگرم، پسگرم و تنش زدایی به کمک منحنی های سختی سنجی می باشد.نتای به دست آمده نمایانگر آن است که با کنترل حرارت ورودی، میتوان خواص اتصال را کنترل کرد. آزمایشات سختی نشان دادند که تنش زدایی در ‏‎600c‎‏ به مدت ‏‎1hr‎‏ سختی ناحیه منطقه متاثر از حرارت را به مقدار 45 ویکرز کاهش می دهد. همچنین مشاهده گردید که با افزایش حرارت ورودی اندازه دانه منطقه جوش افزایش می یابد و دانه ها از ستونی به محوری تبدیل می شوند. تغییرات اندازه منطقه متاثر از حرارت بر حسب حرارت ورودی و پارامترهای جوشکاری به صورت منحنی رسم گردید. در نهایت نتیجه گیری شد که افزایش حرارت ورودی، شدت جریان و کاهش سرعت جوشکاری، اندازه منطقه متاثر از حرارت را افزایش می دهد. از طرف دیگر تاثیر عملیات حرارتی پیشگرم با تنش زدایی نسبت به بقیه حالتها یعنی فقط پیشگرم، فقط پسگرم، یا فقط تنش زدایی یا پیشگرم با پسگرم خیلی بهتر است.