بررسی تأثیر عملیات حرارتی بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی دیسک کمپرسور از جنس فولاد hsla

هدف از انجام این تحقیق، بررسی تأثیر عملیات حرارتی های مختلف و بهینه سازی آن ها جهت بهبود خواص مکانیکی دیسک کمپرسور هواپیما از جنس فولاد کم آلیاژ پر استحکام می باشد. با توجه به اینکه عملیات حرارتی معمول برای این فولادها از نوع کوئنچ و تمپری (و یا مارتمپرینگ) می باشد، لذا در ابتدا به بررسی نقش تغییر شکل پلاستیک در ناحیه ی آستنیت در افزایش خواص این فولاد پرداخته شد. در مرحله ی بعد با جایگزینی ریزساختار معمول کوئنچ و تمپری به وسیله ی ریزساختارهای مختلف بینیتی توسط عملیات حرارتی، به بررسی تأثیر این تغییر ریزساختار بر خواص مکانیکی پرداخته شد. به وسیله ی این انواع عملیات حرارتی، ساختارهای مختلف بینیت پایینی، بینیت بالایی، ساختارهای دوفازی فریتی بینیتی و ساختاری متشکل از بینیت پایینی و مارتنزیت تمپر شده به دست آورده شد. برای دستیابی به ساختارهای بینیت پایینی و بالایی، دمای آستنیته کردن ?930 و نیز ?1000 (تنها برای یک نمونه) و دو دمای آستمپرینگ ?370 و ?420 برای زمان های آستمپرینگ 10، 30، 50 و 70 دقیقه منظور گردید. همچنین جهت ایجاد ساختارهای دوفازی فریتی بینیتی، عملیات آنیل بین بحرانی در دمای ?790 برای زمان های 20 و 30 دقیقه استفاده شد. برای ایجاد ساختار ترکیبی بینیت پایینی و مارتنزیت تمپر شده، از یک عملیات حرارتی خاص به نام کوئنچ سربالا استفاده شد که در آن ابتدا فولاد در دمای ?930 به مدت 20 دقیقه آستنیته، سپس به مدت 1 دقیقه در دمای ?320 نگه داشته شده و بعد از آن در دمای ?390 برای 30 دقیقه آستمپر گردید. بررسی ها نشان داد که با کنترل پارامترهای عملیات آستمپرینگ برای فولادهایی با ساختار بینیت پایینی، می توان به استحکام و تافنس فوق العاده بالا دست پیدا نمود. بهترین خواص مکانیکی مربوط به نمونه ای است که در دمای ?930 به مدت 20 دقیقه آستنیته و سپس در دمای ?370 به مدت 30 دقیقه آستمپر شده است. استحکام به دست آمده برای این نمونه mpa2240 و کرنش شکست آن %8 می باشد. همچنین بیش ترین میزان استحکام (mpa2258) توسط فولادی با ساختار ترکیبی بینیت پایینی و مارتنزیت تمپر شده حاصل گشت. همچنین فولادهایی با ساختارهای دوفازی فریتی بینیتی، اگرچه بیش ترین انعطاف پذیری (%12) را در بین ساختارهای دیگر نشان می دادند، ولی به نظر می رسد به کارگیری آن ها در صنعت نیازمند مطالعات بیش تری باشد.