مشخصه یابی غیرمخرب تغییرات ریزساختاری در فولاد ابزار سردکار با استفاده از روش های حلقه هیسترزیس مغناطیسی، بارک هاوزن و جریان گردابی

فولاد ابزار سرد کار d2 از فولادهای ابزار با مقادیر بالایی از کربن و کروم است که تغییرات اندک این عناصر در شرایط عملیات حرارتی آن، به طور قابل توجهی خواص ریزساختاری و در نتیجه کارایی قطعه را تحت تأثیر قرار می¬دهد. روش¬های متداول برای مشخصه¬یابی تغییرات ریزساختاری ناشی از عملیات کوئنچ و بازپخت این نوع فولاد، شامل آزمون¬های دیلاتومتری و گرماسنج روبشی مقایسه¬ای در شناسایی کاربیدهای انتقالی و سمانتیت، پراش اشعه ایکس در تعیین کسر حجمی فاز آستنیت باقیمانده، سختی¬سنجی به منظور تعیین سختی ثانویه، متالوگرافی و مشاهدات میکروسکوپی جهت تشخیص کروی شدن کاربیدها است. این روش¬ها همگی مخرب بوده و به دلیل صرف هزینه¬ و زمان زیاد، امکان بازرسی صددرصد قطعات با استفاده از آن¬ها وجود ندارد. بنابراین بهره¬گیری از روش¬هایی که به طور غیرمخرب، سریع و قابل اطمینان، قادر به شناسایی تغییرات ریزساختاری باشند و بدین ترتیب فرایندهای بازرسی و کنترل کیفیت قطعات را تسهیل نمایند، ضرورت می¬یابد. در پژوهش حاضر با طراحی روش¬های غیرمخرب الکترومغناطیسی حلقه هیسترزیس، بارک هاوزن و جریان گردابی به مشخصه¬یابی تغییرات ریزساختاری فولاد ابزار سردکار d2 ناشی از اعمال شرایط متفاوتی از عملیات حرارتی کوئنچ و بازپخت¬، پرداخته شده است. در بخش اول از پژوهش، مشخصه¬یابی غیرمخرب نمونه¬هایی که در 6 دمای متفاوت در محدوده c 1000 تا c 1130 آستنیته و سپس در روغن کوئنچ شده¬اند، صورت پذیرفته است. بدین ترتیب با برقراری ارتباط بین مشخصه¬های الکترومغناطیسی و کسر حجمی فاز آستنیت باقیمانده، امکان تعیین غیرمخرب کسر حجمی این فاز فراهم شده است. در بخش دوم، یک روش الکترومغناطیسی نوین برای تعیین غیرمخرب دمای شروع تحول آستنیت به مارتنزیت ارائه شده است. برای این منظور، نمونه¬هایی که در دماهای متفاوت آستنیته شده¬اند، تحت یک میدان مغناطیسی تولیدی توسط سیستمی الکترومغناطیسی، سرد گردیده و تغییرات خروجی در سیم¬پیچ حس¬گر در حین سرمایش نمونه¬ها، اندازه¬گیری شده است. نتایج حاصله، نشان داده است که مطابقت بالایی بین دماهای استحاله مارتنزیتی بدست آمده از روش الکترومغناطیسی و آزمون دیلاتومتری وجود دارد. در بخش سوم، نمونه-هایی که در محدوده¬ی c 1025 تا c 1130 آستنیته شده و در روغن کوئنچ شده¬اند، در بازه¬ی دمایی c 200 تا c 650 بازپخت شده تا تغییرات ریزساختاری مورد نظر در آن¬ها ایجاد شود. بررسی¬ها نشان می¬دهند که تغییر در خروجی¬های بدست آمده از روش¬های غیرمخرب به شدت متأثر از تغییرات ریزساختاری بوده و لذا روش¬های پیشنهادی دارای قابلیت مطلوبی در شناسایی ریزساختارهای ناشی از دمای بازپخت می¬باشند. همچنین در این پژوهش به منظور حذف اثر دمای آستنیته در تعیین دمای بازپخت، شبکه¬های عصبی مصنوعی با استفاده از ورودی-های بدست آمده از روش¬های حلقه هیسترزیس و بارک هاوزن، آموزش داده شدند. بدین ترتیب امکان پیش¬بینی همزمان دماهای آستنیته و بازپخت و همچنین سختی فراهم شده است. در انتها نیز بررسی¬های آماری، نشان داده است که روش¬های غیرمخرب پیشنهادی از تکرارپذیری بالایی برخوردار بوده و توزیع خطاهای حاصل شده در اندازه¬گیری¬ها به صورت نرمال بوده است.