در ادامه نتایج حاصل نتایچ کوانتومتری از نمونه های چدن سفید کم آلیاژ سخت شونده از حالت ریختگی، حاکی از کاهش شدید عناصر آلیاژی گران قیمت نیکل و مولیبدن و حذف عملیات حرارتی طولانی مدت متداول در چدن های مقاوم به سایش نیکل سخت (انواع نای هاردها) و پر کرم است. بطوریکه ترکیب شیمیایی این نوع چدن کم آلیاژ با استفاده از مقدار %59/1 عنصر مس و 8/0 منگنز و نتیجتا کاهش عناصر نیکل و مولیبدن اصلاح شده است. ریزساختار چدن سفید توسعه یافته در دمای محیط بدون اعمال هیچگونه عملیات حرارتی، شامل کاربید یوتکتیکی m3c، پرلیت، مخلوطی از نواحی مارتنزیتی-آستنیتی و ذرات ریز کاربیدهای ثانویه m3c می باشد. حضور فازهای آستنیت باقیمانده و مارتنزیت در اثر افزایش سختی پذیری از حالت ریختگی و وجود ذرات ریز کاربیدهای ثانویه در پرلیت ریز و نواحی مارتنزیتی-آستنیتی، علتی برای افزایش سختی تا hrc60 این چدن در حالت ریختگی می باشد. تست سایش پین روی دیسک برای مقایسه رفتار سایشی چدن سفید پرلیتی و چدن سفید توسعه یافته در 4 بارگذاری 80، 100، 120 و n140 انجام شد. در این تست از دیسک ساینده با جنس فولاد 100cr6 استفاده گردید. بررسی های ریزساختاری، سختی سنجی، ضریب اصطکاک و کاهش وزن نمونه ها انجام شد. نتایج نشان می دهد که برای بار n80، کاهش وزن برای چدن سفید توسعه یافته mg5/0 است که در مقایسه با چدن سفید پرلیتی(mg3/1) کمتر می باشد. این درحالی است که کاهش وزن برای چدن های سفید پرلیتی و توسعه یافته در بار n140 به ترتیب برابر 7/3 و mg8/2 است. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی نشان داد که مقاومت به سایش چدن سفید کم آلیاژ توسعه یافته از افزایش سختی حاصل از ریزساختار ناشی می شود. تغییر شکل پلاستیکی و کندگی لایه های اکسیدی در طی فرآینده سایش در نمونه های چدن سفید پرلیتی ناشی از سختی کمتر آن می باشد. نرخ سایش هر دو خانواده از چدن های سفید با افزایش بارگذاری به دلیل شکل گیری بیشتر لایه های اکسیدی افزایش می یابد که برای نمونه چدن سفید پرلیتی با سختی کمتر، نرخ سایشی بیشتری گزارش گردید.

بررسی و شناخت ریزساختار فولادهای چندفازی به منظور تشخیص و دستیابی به ساختار بهینه از نظر استحکام، سختی و چقرمگی و ... از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در سال های اخیر نیاز صنعتی به آلیاژهای مهندسی با استحکام بالا با ریزساختارهای چندفازی بیشتر شده است. در یک نوع فولاد کم کربنی کم آلیاژ جزئیات تحولات فازی و ریزساختارهای چندفازی تشکیل شده در شرایط سرد شدن پیوسته به روش دیلاتومتری-متالوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی منحنی های دیلاتومتری وقتی که سرعت سرد شدن بیش از c/s?1 بود، منحنی های دیلاتومتری فقط یک مرحله تغییرات انبساطی در درجه حرارتهای نسبتا پایین از خود نشان داد که متناسب با محدوده درجه حرارت تحول مارتنزیتی است. برای یک سرعت سرد شدن بین c/s?8/0-2/0، باز هم منحنی های دیلاتومتری تغییرات ابعادی کاملا یکنواخت وپیوسته یک مرحله ای در محدوده درجه حرارت تحولات فازی بینایتی و مارتنزیتی از خود نشان داد. درسرعت های سرد شدن آهسته تر از c/s?2/0 منحنی های دیلاتومتری تغییرات ابعادی دو مرحله ای از خود نشان دادکه مربوط به محصولات تحولات فازی فریتی و بینایتی است. این نتایج پیشنهاد می نماید که بینایت و مارتنزیت با مکانیزم برشی مشابه تحول می یابند، در حالی که فریت با مکانیزم دیفوزیونی که کاملا متفاوت از بینایت و مارتنزیت است، تحول می یابد. در بررسی های متالوگرافی انتخاب محلول اچ مناسب به منظور ایجاد کنتراست بالا در تصاویر میکروسکوپ نوری اهمیت ویژه ای دارد. محلول های اچ نایتال و پیکرال بدلیل قدرت آشکارسازی فازهای فریت و پرلیت معمولا در بررسی ریزساختاری فولادهای ساده کربنی مورد استفاده قرار می گیرند، درحالی که ایجاد کنتراست بالا بین ریزساختارهای چند فازی توسعه یافته در فولادهای آلیاژی نیازمند بکارگیری روش های متالوگرافی رنگی و استفاده از محلول های اچ شیمیایی مختلف می باشد. در این تحقیق بررسی ریزساختاری یک فولاد میکروآلیاژی چند فازی حاوی مخلوطی از فازهای فریت، بینایت و مارتنزیت با متالوگرافی رنگی انجام شده است. محلول های اچ شیمیایی مختلفی نظیر نایتال 2 درصد، پیکرال 4 درصد، سدیم متابی سولفیت 1 درصد و سدیم متابی سولفیت 8 درصد مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج تجربی نشان می دهد که با بکارگیری روشهای متداول متالوگرافی یک مرحله ای بر اساس نایتال 2 درصد و پیکرال 4 درصد کنتراست فازی بین ریزساختارهای سوزنی شکل بینایتی و مارتنزیتی ایجاد نمی گردد، این در حالی است که با استفاده از روش متالوگرافی دو مرحله ای بر پایه نایتال 2 درصد و لپرا، فاز فریت به رنگ سفید براق، فاز بینایت به رنگ آبی و فاز مارتنزیت به رنگ قهوه ای نمایان شده اند و کنتراست خوبی بین آنها در ریزساختارهای چند فازی ایجاد شده است. مشاهدات ریزساختارهای چندفازی با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و بررسی های میکروسختی سنجی همراه با نانوسختی فازها، صحت اطلاعات بدست آمده از متالوگرافی رنگی را اثبات نمودند. هم چنین تلاش های گسترده ای برای بررسی اثرات متقابل بینایت و مارتنزیت بر سخت گردانی یکدیگر انجام گرفت. بر این اساس ریزسختی سنجی به همراه نانوسختی سنجی از نواحی مختلف بینایت و مارتنزیت انجام شد. نتایج سختی سنجی نشان داد که نواحی بینایتی تشکیل شده در مجاورت مارتنزیت اثرات سخت گردانی شدیدتری در مقایسه با نواحی داخلی بینایت از خود نشان می دهند که این پدیده در اثر تحول مارتنزیت و ایجاد تنش های شدید در بینایت مجاور مارتنزیت است. هم چنین اثرات سخت گردانی شدید نواحی مارتنزیتی در مجاورت فصل مشترک با بینایت در مقایسه با نواحی داخل مارتنزیت را می توان در اثر توزیع مضاعف کربن در آستنیت مجاور بینایت در اثر تحول بینایتی دانست.

در پژوهش حاضر تأثیر متغیرهای اصلی جوشکاری(سرعت و جریان جوشکاری) برخصوصیات ساختاری و خواص مکانیکی ناحیه جوش و حساسیت به ترکیدگی فلزجوش راسب شده از الکترود e8010-p1 بر حسب تغییرات ضخامت فلزپایه و دمای بین پاسی مورد بررسی و تحلیل واقع شد. جوشکاری به روش قوس الکتریکی دستی و با استفاده از الکترودهای سلولزی سری e8010-p1 مطابق استاندارد aws a5.5 انجام گرفت. در ادامه آزمون های متالوگرافی، تفرق اشعه x، مایع نافذ، خمش و سختی سنجی ماکرو و میکرو بر نمونه های جوشکاری اجرا شد. مطالعات ساختاری نشان داد که با افزایش جریان جوشکاری از 140±10a به 180±10a افزایش قابل ملاحظه ای در مقدار فریت سوزنی فلزجوش ایجاد می شود. افزایش بیش از حد جریان جوشکاری (220±10a) موجب تشکیل ساختاری متشکل از فریت چندوجهی و کاهش محسوس مقدار فریت سوزنی در فلزجوش می شود. کاهش مقدار فریت سوزنی در این نمونه را می توان به افزایش حرارت ورودی و در نتیجه کاهش نرخ سرد شدن و انجام استحاله های نفوذی نسبت داد. افزایش سرعت جوشکاری از 1.35mm/s به 5.35mm/s به دلیل کاهش حرارت ورودی (3.38kj/mm در مقابل 0.85kj/mm) منجر به ظریف شدن ساختار و کاهش عمق نفوذ جوش می شود. در ادامه، بررسیهای انجام شده حاکی از افزایش حداقل دمای بین پاسی لازم برای جلوگیری از ترکیدگی فلزجوش e8010-p1 از 80?c به 120?c با افزایش ضخامت فلزپایه از 20mm به 30mm بود. افزایش دمای بین پاسی علاوه بر کم نمودن نرخ سردشدن ناحیه جوشکاری، موجب کاهش اثر تبریدی فلزپایه و در نتیجه کاهش حساسیت به ترکیدگی می شود. بعلاوه، اعمال پیشگرم با فراهم شدن شرایط لازم برای خروج هیدروژن زمینه ساز کاهش تردی هیدروژنی در ناحیه جوشکاری شده می شود. مطالعات ساختاری نشان داد که عامل اصلی حساسیت به ترکیدگی فلزجوش e8010-p1 ایجاد فازهای نامطلوب از قبیل فریت مرزدانه ای و ویدمن اشتاتن در فلزجوش می باشد.

چکیده: یکی از مشکلات اصلی قطعات و تجهیزاتی که در قسمت های داغ توربین های گازی صنعتی واقع شده اند، تخریب بر اثر وجود تنش و سرویس دهی در دمای کاری می باشد. یکی از مهم ترین قطعاتی که در این شرایط قرار می گیرد پره های توربین هستند که معمولاً از سوپر آلیاژهای پایه نیکل ساخت می شوند. آلیاژ in738 lc ازجمله معروف ترین و پرکاربردترین سوپر آلیاژهایی می باشد که از آن برای ساخت پره های ردیف اول و دوم توربین های صنعتی استفاده می شود. خواص منحصربه فرد این آلیاژها به دلیل حضور فاز رسوبی ?? و فازهای کاربیدی می باشد. پس از کار کردن طولانی مدت در دماهای بالا و در حضور تنش، مکانیزم های خزشی مختلفی در قطعه فعال می شود و ریزساختار نیز دچار تغییرات فراوانی می شود. این تغییرات ساختاری به گونه ای است که استحکام خزشی را از بین می برد، مهم ترین تغییرات ریزساختاری عبارت است از درشت شدن یا به عبارتی خشن شدن رسوبات ?? در اثر پیر سخت شدن بیش ازحد ، تشکیل فیلم های پیوسته ?? ، کاربید m23c6 در مرزدانه ها و تجزیه کاربیدهای mc . لذا جایگزین کردن قطعات جدید با قطعات کارکرده به دلیل افت خواص مکانیکی آن ها برای ادامه عملکرد ایمن و مفید، ضروری است. از طرفی با توجه به هزینه های قابل توجه تولید و جایگزین کردن پره های توربین استفاده از فرایند جوان سازی از طریق عملیات حرارتی مقرون به صرفه به نظر می رسد. در این پژوهش ابتدا برای مشخص شدن هر چه بهتر جزئیات ریزساختاری از جمله مورفولوژی ذرات فاز ?? و نیز آثار تخریبی باقیمانده از کار کردن در دمای بالا نظیر تجزیه کاربیدها، تأثیر محلول های مختلف بر آشکارسازی ریزساختار مورد بررسی قرار گرفت و تصاویر میکروسکوپ نوری و الکترونی از نمونه های حکاکی شده با تکنیک های اچ شیمیایی و اچ الکتروشیمیایی تهیه گردید تا بهترین شرایط برای آشکارسازی خصوصیات مختلف ریزساختار مشخص شود. سپس به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی ریزساختار نمونه هایی از پره های کارکرده توربین گازی قبل از اعمال سیکل های مختلف عملیات حرارتی بررسی شد. آثار تخریبی در پره کارکرده مشخص گردید، همچنین بر اساس رابطه slw به طور تقریبی عمر کارکرد پره مذکور از طریق اندازه گیری درشت شدن ?? ها تخمین زده شد. سپس تأثیر متغیرهایی نظیر دمای مرحله آنیل انحلالی ، سرعت سرد شدن از دمای آنیل انحلالی و سرعت سرد شدن از دمای محلول سازی جزئی بر ریزساختار پره های توربین مستعمل in738-lc جهت انجام سیکل عملیات حرارتی بازیابی مورد بررسی قرار گرفت و مورفولوژی رسوبات پس از هر عملیات حرارتی با یکدیگر مقایسه شدند. بررسی ها نشان داد که در حین عملیات حرارتی آنیل انحلالی، کاربید های تجزیه شده و رسوبات ?? خشن و درشت، در زمینه حل می شوند. دمای انحلال کامل برای به دست آوردن ساختاری همگن از رسوبات ?? بسیار موثر است و سرعت سرد شدن نمونه ها از دمای انحلال کامل، باعث تغییر مورفولوژی ?? می شود. همچنین سرعت سرد کردن در مرحله انحلال جزئی باعث تشکیل ?? های اولیه با مورفولوژی مکعبی با ابعاد و دانسیته مختلف می شود.

چکیده با پیشرفت صنعت در زمینه تولید آلیاژهای مهندسی، نیاز به آلیاژهای مقاوم به سایش چدنی در تجهیزات مقاوم به سایش روز به روز بیشتر می گردد. هر دسته از چدن های مقاوم به سایش، دارای خواص مکانیکی مشخصی با گستره ای از مقادیر مختلف عناصر آلیاژی هستند. با افزایش روز به روز قیمت جهانی عناصر آلیاژی در سال های اخیر و هزینه های مضاعف عملیات حرارتی ضروری برای انواع آلیاژهای مقاوم به سایش، تولید بسیاری از چدن ها و فولادهای مقاوم به سایش متداول را غیر اقتصادی نموده است. در این پژوهش به بررسی ریز ساختاری و خواص سایشی یک نوع چدن سفید کم آلیاژ در مقایسه با چدن سفید معمولی پرداخته شده است. حضور همزمان مقادیر معینی از عناصر آلیاژی در این نوع چدن سفید کم آلیاژ موجب تشکیل مخلوطی از فازهای مختلف نظیر کاربیدهای یوتکتیکی و ثانویه، مارتنزیت سوزنی و بشقابی در کنار آستنیت باقی مانده می گردند. عدم کارایی نایتال به عنوان یک محلول اچ متداول، شناسایی ریز ساختارهای چند فازی را با مشکلات زیادی روبه رو می کند. در بررسی های متالوگرافی، تکنیک های جدید اچ تک مرحله ای و دو مرحله ای رنگی شیمیایی متفاوتی به منظور رنگی سازی فازهای مختلف بررسی گردیده اند. به همین منظور آستنیت باقی محلول های اچ مختلفی به رنگ قهوه ای ظاهر گردید. مارتنزیت بشقابی و سوزنی نیز با به کار گیری تکنیک-های اچ تک مرحله ای آمونیوم پرسولفات %5 به رنگ قهوه ای روشن و با استفاده از محلول کالینگ شماره 1 و تکنیک های اچ دو مرحله ای بر پایه گلیسرجیا و ماربل به رنگ قهوه ای تیره، و با استفاده از محلول آمونیوم پرسولفات 10% به رنگ آبی آشکار گردید. همچنین ذرات کاربید ثانویه با تکنیک اچ تک مرحله ای کالینگ شماره 1 و تکنیک های اچ دو مرحله ای بر پایه گلیسرجیا و ماربل به رنگ سفید و به صورت ذرات ریز پراکنده در آستنیت باقی مانده ظاهر گردیده است. مشاهدات متالوگرافی فوق توسط آنالیز xrd و بررسی های میکروسکوپ الکترونی sem تایید گردیده اند. ? آزمون سایش برای مقایسه رفتار سایشی چدن سفید پرلیتی و چدن سفید کم آلیاژ با استفاده از آزمون پین روی دیسک در بار گذاری های 80، 100، 120 و n140 مورد بررسی قرار گرفت. در این تست از دیسک های ساینده با جنس فولاد 100cr6 و سختیhrc 62 استفاده گردید. خصوصیات میکرو ساختاری، ضریب اصطکاک، کاهش وزن و میکرو سختی سنجی فاز ها در هر دو آلیاژ مورد بررسی قرار گرفت. برای کمترین بارگذاری (n80) کاهش وزن در چدن سفید معمولی mg92/7 و برای چدن سفید کم آلیاژ mg73/2 می باشد و در بیشترین بار (n140) کاهش وزن برای چدن سفید معمولی mg65/12 و برای چدن سفید کم آلیاژ به شدت به مقدارmg 26/8 کاهش یافته است. در بارگذاری های کمتر در نمونه چدن سفید کم آلیاژ ترک و شکست هایی در کاربیدهای m3c دیده شد. بررسی ها نشان می دهد که مقاومت به سایش نمونه ها متاثر از میکرو ساختار آن ها می باشد به طوری که در چدن سفید کم آلیاژ طی تنش های مکانیکی آستنیت باقی مانده به مارتنزیت تبدیل می گردد. که این موضوع خود باعث افزایش مقاومت به سایش این نوع چدن گردیده است که از خصوصیات این چدن مغزی نرم با زمینه آستنیت باقی مانده و سطحی سخت با ساختار زمینه مارتنزیت و کاربیدهای m3c می باشد. در خصوص زمینه آستنیتی به نظر می رسید که نرخ سایشی به سختی پوشش سطحی بستگی دارد نه به سختی ماده ای که تغییر شکل نیافته است. تغییر استحاله آستنیت باقی مانده به مارتنزیت و تشکیل مقادیر قابل توجهی مارتنزیت در سطوح نمونه های سایشی توسط تصاویر الکترونی sem نشان داده شده است.