مکانیزم پدیدۀ خستگی حرارتی در چدن خاکستری GG25

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 3، دوره 21، شماره 1، اسفند 1388

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v21i1.2421

نویسندگان

میر باقری میر باقری^* ؛ امید عودباشی؛ اشعری آستانی اشعری آستانی

ایرانی

چکیده

در پژوهش پیش رو کوشش شده است مکانیزم شکست ناشی از خستگی حرارتی بدون قید با دامنه حرارتی بالا بین صفر تا 900 در قطعات چدن خاکستری ارائه شود. به این منظور نمونه‌هایی از چدن GG25 با ابعاد 5520 میلیمتر تراشکاری شد. سپس با ایجاد شکافی به ضخامت 3/0 میلیمتر در وسط آن‌ها و به عمق 5/2 میلیمتر، عملیات خستگی حرارتی از دمایC ˚900 و کوئنچ کردن در دو محیط مختلف، یکی محیط آبِ یخ و دیگری دوغاب ضداکسیداسیون، بر نمونه‌های چدنی انجام گرفت. در سیکل‌های مختلف، ساختار نمونه در اطرف گرافیت‌ها و زمینه فلزی مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر متالوگرافی الکترونی و آزمون میکروسختی نشان می‌دهند مکانیزم خستگی حرارتی در چدن یاد شده به این صورت است که با اعمال شوک حرارتی در دمای بالا فاز Fe3C به کربن و فریت تجزیه می‌شود. سپس با رسوب کربن روی گرافیت‌های آزاد اولیه، ساختار پرلیتی اولیه ریختگی به فاز نرم فریتی تبدیل می‌شود و به علت اختلاف ضرایب انبساط حرارتی گرافیت و فریت، ترک‌های ریزی در مرز بین گرافیت و زمینه فلزی جوانه زنی، رشد و اشاعه می‌یابند که در نهایت منجر به شکست نمونه‌ها می‌شوند. اما در مورد نمونه‌هایی که سطح آن‌ها با ماده ضداکسیداسیون پوشش داده نشده بود ( محیط آبِ یخ) پدیده اکسیداسیون داغ از تمام سطوح شروع و به عمق ماده پیشروی می‌کند؛ به طوری که مکانیزم غالب در شکست نمونه‌ها به جای خستگی حرارتی، پدیده خوردگی اکسیداسیون داغ خواهد بود.