بررسی عملیات حرارتی زیر صفر و تاثیر کاربید های نانو ایجاد شده بر روی خواص مکانیکی و خوردگی فولاد 2080/1 در حضور و یا عدم حضور میدان الکتریکی و مغناطیسی.

عملیات حرارتی زیر صفر یک عملیات حرارتی تکمیلی است که در روی فولاد های ابزار معمولا بعد از کوئنچ و قبل از تمپر انجام می شود. در این تحقیق تاثیر عملیات حرارتی زیر صفر در حالت های مختلف بر روی تغییرات ریز ساختار، پراکندگی کاربید ها، درصد کاربید، سختی و میکروسختی، رفتار سایشی و خوردگی فولاد ابزار سرد کار 2080/1 بررسی شده است. برای این منظور از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نوری (om)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، تفرق اشعه ایکس (xrd)، آزمون سختی و میکرو سختی، آزمون سایش پین روی دیسک و آزمون امپدانس الکتروشیمیایی (eis) استفاده شده است. در مرحله اول تاثیر زمان نگهداری در دمای نیتروژن مایع در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که عملیات سرد کاری عمیق باعث حذف آستنیت باقیمانده، افزاش درصد کاربید ها و توزیع یکنواخت تر آنها می گردد. همچنین مشاهده شد که عملیات حرارتی سرد کاری عمیق باعث بهبود مقاومت سایشی و میکرو سختی نمونه ها می گردد. علاوه بر آن در حین عملیات سرد کاری عمیق کاربید های نانو متری ایجاد می گردند که باعث افزایش بیشتر سختی و بهبود مقاومت سایشی نمونه ها می گردند. نتایج بررسی نشان می دهد که یک زمان بهینه وجود دارد که در آن کاربید ها بالاترین درصد و همگن ترین پراکندگی خود را در مقایسه با سایر زمان های نگهداری نشان می دهند. نشان داده شده است که با افزایش زمان نگهداری بیش از زمان بهینه سختی، میکروسختی، درصد کاربید ها، پراکندگی کاربید ها و اندازه آنها بعد از یک کاهش قابل ملاحظه به میزان ثابتی رسیده و تغییر نمی کند. با افزایش زمان نگهداری به بیشتر از 36 ساعت مقاومت سایشی کاهش قابل توجهی نشان می دهد. همچنین نشان داده شده است که مکانیزم غالب سایش عبارت است از سایش چسپان و تریبو-شیمیایی. مقاومت خوردگی نمونه های سرد کاری عمیق شده بدلیل رسوب کاربید ها کاهش شدیدی می یابد. علاوه بر آن، این تحقیق به بررسی اثر میدان مغناطیسی خارجی بر روی مقاومت خوردگی، سایش و ریز ساختار فولاد 2080/1 در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق می پردازد. در مقایسه بین نمونه های مغناطیسی شده و نشده، درصد کاربید در نمونه های مغناطیسی شده کاهش یافته و پراکندگی آنها نایکنواخت تر می شود. در نتیجه مقاومت سایشی تضعیف شده و مقاومت خوردگی بهبود می یابد. همچنین اثر عبور جریان الکتریکی در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عبور جریان الکتریکی باعث کاهش سختی و مقاومت سایشی نمونه ها شده است. این تاثیر با توجه به اثر جریان الکتریکی بر روی میزان مکان های خالی ایجاد شده حین کوئنچ توجیه می شود. این مکان ها، مکان های بالقوه جوانه زنی کاربید در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق می باشند. علاوه بر آن نشان داده شده است که عبور جریان الکتریکی باعث بهبود مقاومت سایشی نمونه ها می شود. در انتها اثر آسیاب کاری بر روی فولاد 2080/1 در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق بررسی گردید. در حین آسیاب کاری در اثر تماس بین گلوله ها و سطح نمونه تعدادی عیب ایجاد می گردد که بر روی جوانه زنی کاربید ها در حین عملیات حرارتی سرد کاری عمیق اثر می گذارد. علاوه بر آن، ضربات سطحی باعث ایجاد یک تنش فشاری باقیمانده در روی سطح می شود که باعث افزایش سختی و درصد کاربید ها می گردد. همچنین نشان داده شده است که آسیاب کاری نمونه ها قبل از عملیات حرارتی زیر صفر به هیچ وجه مفید نیست زیرا باعث پیر سازی آستنیت می گردد.