تأثیر افزودن عنصر کروم روی استحاله‌ی فازی، ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد پیشرفته‌ی استحکام بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دپارتمان مهندسی مواد،دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده ی مهندسی، دپارتمان مهندسی مواد، دانشگاه بناب، بناب، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر اثر افزودن 2/5 درصد وزنی عنصر کروم روی استحاله‌ی فازی، ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد منگنز متوسط پیشرفته‌ی استحکام بالا با 4/5 درصد وزنی منگنز بررسی‌شده است. افزودن عنصر کروم، باعث افزایش سختی‌پذیری گردید و همین امر باعث شد تا بعد از فرآیند نورد داغ و سرمایش ورق نورد شده در هوا، بدون انجام فرآیند آستنیته کردن و سرمایش سریع که جزئی از فرآیند تولید ورق‌های فولاد‌های منگنز متوسط است ساختار تماماً مارتنزیتی تشکیل‌شده و این مرحله از فرآیند تولید فولاد منگنز متوسط پیشرفته‌ی استحکام بالا حذف شود. همچنین وجود عنصر کروم با تغییر ماهیت فازهای کاربیدی و تشکیل فازهای کاربیدی با دمای پایداری بالاتر، انتخاب دمای بالاتر آنیل را امکان‌پذیر ساخت. بررسی‌های ریزساختاری، فازی و سختی سنجی، تشکیل فاز مارتنزیت با سختی 461 ویکرز بعد از فرآیند نورد داغ را تأیید کردند. انجام فرآیند آنیل بین دماهای بحرانی در دمای 700 درجه‌ی سانتی‌گراد به مدت 10 دقیقه باعث برگشت فاز آستنیت به ساختار شد و خواص مکانیکی مطلوب نظیر استحکام کششی نهایی 940 مگا پاسکال و ازدیاد طول نهایی 17 درصد حاصل گردید. وجود فاز آستنیت باقی‌مانده و کاهش قابل‌ملاحظه‌ی سختی و افزایش ازدیاد طول بعد از آنیل، انجام فرآیند آنیل بین دماهای بحرانی را تأیید کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effects of Cr addition on the phase transformation, microstructure and mechanical properties of advanced high-strength steel

نویسندگان [English]

  • Mohammad Zabihi Gargari 1
  • Hamid Reza Shahverdi 1
  • Mohammad Emami 2
  • Mohsen Askari-Paykani 1
1 Department of Materials Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Faculty of Engineering, Materials Engineering. University of Bonab. Bonab. Iran.
چکیده [English]

The present study investigates the effects of adding 2.5 wt,% of chromium on the phase transformation, microstructure, and mechanical properties of an advanced medium-manganese high-strength steel containing 4.5 wt.% of manganese. The addition of chromium enhanced the hardenability and a fully martensitic structure formed after the hot-rolling process and air-cooling the rolled sheet and consequently austenitization and rapid cooling which are part of the production route of medium-manganese steel sheets was eliminated. Also, the addition of chromium made it possible to choose higher annealing temperatures because of transforming the carbide phases into carbides stable at higher temperatures. The investigation of the microstructure, phases, and hardness verified the formation of martensite with a Vickers hardness of 461 after hot rolling. Performing intercritical annealing at 700°C for 10 min caused the austenite phase to return to the structure and produced satisfactory mechanical properties, including an ultimate tensile strength of 940 MPa and an elongation of 17%. The reverse austenite phase, the considerable reduction in hardness, and the enhancement of elongation after annealing verified the intercritical annealing process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chromium
  • Advanced High-strength Steel
  • Austenitization and quenching process
  • Air Cooling
  • Intercritical annealing