اثر زمان عملیات زیر صفر عمیق روی ریزساختار و خواص کششی فولاد ابزار ...

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 1، دوره 29، شماره 2 - شماره پیاپی 18، شهریور 1397، صفحه 1-18   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v0i29.41247

نویسندگان

سید ابراهیم وحدت^{* 1}؛ سعید ناطق²؛ شمس الدین میردامادی تهرانی³

¹دانشکده مهندسی، واحد آیت الله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران

²دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

برای افزایش کارآیی فولاد ابزار، دو گروه از خواص شامل سختی بالا و چقرمگی بالا اهمیت دارد. سختی با چقرمگی در تقابل است. با استفاده از عملیات زیرصفرعمیق می توان برای افزایش همزمان سختی، استحکام و چقرمگی اقدام نمود. به همین منظور از 12دسته نمونه فولاد ابزار 1.2542، 9دسته به مدت 24، 36 و 48ساعت در دمای 196-درجه سانتیگراد قرار گرفته و سپس به مدت 1، 2 و 3ساعت در دمای 200درجه سانتیگراد برگشت شده‌اند و3دسته دیگر به عنوان نمونه استاندارد (شاهد) در نظر گرفته شده‌اند. در نهایت برای 12دسته نمونه، عملیات زیرصفرعمیق مجددا تکرار شد. نتیجه آنکه برای نمونه‌ای که 36 ساعت در دمای 196- درجه سانتیگراد و 1 ساعت در دمای 200 درجه سانتیگراد برگشت شده بود (نمونه 361) به طور همزمان سختی 5/8 درصد، استحکام کششی 4/26 درصد، استحکام تسلیم 4/23 درصد و چقرمگی کششی 8/13 درصد نسبت به نمونه استاندارد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

استحکام؛ چقرمگی کششی؛ سختی؛ میکروسکوپ الکترونی روبشی؛ میکروسکوپ الکترونی عبوری

مراجع

1. Das D., Ray K.K., Dutta A.K., “Influence of temperature of sub-zero treatments on the wear behavior of die steel”, Wear, Vol. 267, pp. 1361-1370, (2009).
2. Darwin J.D., Mohan L.D., Nagarajan G., “Optimization of cryotreatment to maximize the wear resistance of 18% Cr martensitic stainless steel by Taguchi method”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 195, pp. 241-247, (2008).
3. Li S., Deng L., Wu X., “The mechanism investigation of deep cryogenic treatment on high alloy martensitic steel by low frequency internal friction”, Cryogenics, Vol. 50, pp. 433–438, (2010).
4. Bensely A., Senthilkumar D., Mohan L.D., Nagarajan G., Rajadurai A., “Effect of cryogenic treatment on tensile behavior of case carburized steel 815M17”, Materials Characterization, Vol. 58, pp. 485-491, (2007).
5. Baldissera P., “Fatigue scatter reduction through deep cryogenic treatment on the 18NiCrMo5 carburized steel”, Materials and Design, Vol. 30, pp. 3636-3642, (2009).
6. Hong-xiao C.H.I., Dang-shen M.A., Qi-long Y., Li-zhi W.U., Zhan-pu Z., Yong-wei W, “Effect of cryogenic Treatment on Properties of Cr8-Type Cold Work Die Steel”, International Journal of Iron and Steel Research, Vol. 17, pp. 43-46, (2010).
7. Koneshlou M., Asl K.M., Khomamizadeh F., “Effect of cryogenic treatment on microstructure, mechanical and wear behaviors of AISI H13 hot work tool steel”, Cryogenics, Vol. 51, pp. 55-61, (2011).
8. He Y., Yang K., Qu W., Kong F., Su G., “Strengthening and toughening of a 2800-MPa grade maraging steel”, Material Letters, Vol. 56, pp. 763-769, (2002).
9. Mehtedi M.E., Ricci P., Drudi L., Mohtadi S.E., Cabibbo M., Spigarelli S., “Analysis of the effect of Deep Cryogenic Treatment on the hardness and microstructure of X30 CrMoN 151 steel”, Materials and Design, Vol. 33, pp. 136-44, (2012).
10. Das D., Ray K.K., “Structure-property correlation of sub-zero treated AISI D2 steel”, Materials Science and Engineering A, Vol. 541, pp. 45-60, (2012).
11. Wegst C.W., “Key to Steel“, Wegst GMBH, Germany, pp. 125, (1989).
12. Amini K., Nategh S., Shafyei A., “Influence of different cryotreatments on tribological behavior of 80CrMo12 5 cold work tool steel”, Materials and Design, Vol. 31, pp. 4666-4675, (2012).
13. Oppenkowski A., Weber S., Theisen W., “Evaluation of factors influencing deep cryogenic treatment that affect the properties of tool steels”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, pp. 1949-1955, (2010).
14. Akhbarizadeh A., Golozar M.A., Shafeie A., Kholghy M., “Effects of austenizing time on wear behavior of D6 tool steel after deep cryogenic treatment”, Journal of Iron and Steel Research, Vol. 16, pp. 29-32, (2009).
15. Farhani F., Niaki K.S., “A Programmable System for Treatment of Alloy Steels at Cryogenic Temperatures”, Advanced Materials Research, Vol. 264-265, pp. 1240-1245, (2011).
16. BS EN 10002–1, “Metallic materials tensile testing, Part 1: method of test at ambient temperature”, British Standards Institution, (2001).
17. Dieter GE., “Mechanical Behavior under tensile and compressive loads”, ASM Handbook, Vol. 8, Mechanical Testing and Evaluation, Ohio: ASM international, pp. 5 and pp. 100-103, (2000).
18. Vermeulen W.G., Morris P.F., De Weijer A.P., Van Der Zwaag S., “Prediction of martensite start temperature using artificial neural networking”, Ironmaking and Steelmaking, Vol. 23, Issue 5, pp. 433-437, (1996).
19. Cullity B.D., “Elements of X-ray Diffraction”, 2nd ed.,, London, England: Addison-Wesley publishing company, pp. 555, (1978).
20. Li S., Deng L., Wu X., Wang H., Min Y., Min N., “Effect of deep cryogenic treatment on internal friction behaviors of cold work die steel and their experimental explanation by coupling model”, Materials Science and Engineering A, Vol. 527, pp. 7950-7954, (2010).
21. Tyshchenko A.I., Theisen W., Oppenkowski A., Siebert S., Razumov O.N., Skoblik A.P., Sirosh V.A., Petrov Y.N., Gavriljuk V.G., “Low-temperature martensitic transformation and deep cryogenic treatment of a tool steel”, Materials Science and Engineering A, Vol. 527, pp. 7027–7039, (2010).
22. Hao-huai L., Wang J., Bao-luo S., Hong-shan Y., Sheng-ji G., Si-jiu H., “Effects of deep cryogenic treatment on property of 3Cr13Mo1V1.5 high chromium cast iron”, Materials and Design, Vol. 28, pp. 1059-1064, (2007).
23. Porter D.A., Easterling, K.E., “Phase transformation in metals and alloys”, 3rd edition, Van Nostrand Reinhold Co. Ltd. (UK), England, pp.315-316, (1983).