بررسی تاثیر پارامترهای ترمومکانیکی بر ساختار نهائی فولادهای ساده کربنی جهت حصول فریت ظریف دانه

با توجه به کاربرد وسیع فولادهای ساده کربنی در سازه های صنعتی، بهینه سازی خواص آنها، همواره مورد توجه محققین بوده است. به همین لحاظ طراحی صحیح عملیات ترمودینامیکی به منظور افزایش بهره وری و کاهش سیکلهای پر هزینه عملیات حرارتی مد نظر قرار گرفته است. حصول فریت بسیار ظریف ایجاد ساختار همگن و ریز در خاتمه عملیات ترمودینامیکی با افزایش خواص مکانیکی مطلوب این مهم را مقدور می سازد. با توجه به محدودیت در ظریف کردن ریز ساختار فریتی از طریق تبلور مجدد مکرر آستنیت، در حال حاضر عمده تحقیقات بر فرضیه ظریف کردن فریت از طریق اعمال کرنش قبل از تغییر حالت آستیت به فریت و در حین تغییر حالت متمرکز گردیده است. در این راستا پژوهش حاضر جهت تبیین میکرومکانیزمهای ریز شدن فریت و ایجاد ریز ساختار همگن و ظریف در فولاادهای ساده کربنی، برنامه ریزی و انجام گردید. بدین منظور ابتدا به بررسی اثر دما بر اندازه دانه های اولیه آستنیت و تعیین درجه حرارت تغییر حالت آستنیت به فریت ‏‎(ar3)‎‏ به روش آزمایش فشار گرم مداوم در حین سرد شدن پرداخته شد. سپس تاثیر عوامل ترمومکانیکی در مودهای مختلف تغییر شکل (فشار گرم، نورد گرم و آزمایش فشار با پرس هیدرولیک) مورد بررسی قرار گرفت. قطعات در درجه حرارتهای ‏‎ar3+-20 (c)‎‏ تحت میزان کرنشهای متفاوت در مودهای مختلف تغییر شکل قرار گرفته و سپس با سرعتهای مختلف سرد شده اند. نتایج حاصله مبین تاثیر بسزای سرعت و میزان کرنش بر تغییر حالت آستنیت به فریت و ساختار نهایی می باشد. تغییر شکل در درجه حرارت فوق باعث کشیدگی و مضرس شدن مرز دانه های آستنیت و ایجاد مرز باندهای تغییر شکلی و باندهای دو قلوئی می شود و به پیرو آن محلهای جوانه زنی فریت افزایش می یابد که با افزایش سرعت و میزان کرنش این امر تشدید می گردد. با افزایش مراکز جوانه زنی فریت و پدیده درهم گیر شدن دانه های فریت به هنگام رشد با دانه های مجاور، اندازه دانه های فریت کاهش می یابد. تهییج پدیده تغییر حالت آستنیت به فریت توسط کرنش در سرعت کرنشهای بالا بر ظریف کردن دانه های فریت و ایجاد ساختار همگن به شدت موثر می باشد. بطوریکه در اعمال کرنش با سرعت بالا (آزمایش فشار با پرس هیدرولیک) ریز ساختار همگن فریت چند وجهی بسیار ظریف (با اندازه متوسط در حد یک میکرون) حاصل شده است.