تأثیر دما و زمان آنیل بین بحرانی بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد پیشرفته‌ استحکام بالای منگنز متوسط

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات

3 دانشگاه بناب

چکیده

در تحقیق حاضر تأثیر دما و زمان عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی و ریزساختار فولاد پیشرفته‌ استحکام بالای منگنز متوسط با 5 درصد وزنی منگنز و 1/0 درصد وزنی بور موردبررسی قرار گرفت. سه دمای 680، 700 و 710 درجه‌ی سانتی‌گراد بر اساس پایداری فاز آستنیت (دماهای پایداری 50، 70 و 90 درصد) به‌عنوان دماهای آنیل انتخاب شدند. مشخصه یابی مکانیکی توسط آزمون کشش تک‌محوره و بررسی‌های فازی و ریزساختاری نیز توسط پراش پرتوی ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گردید. شمش‌های آلیاژی، نورد داغ و سپس نورد سرد شدند. نمونه‌ی نورد سرد شده قبل از فرآیند آنیل دارای ساختار مارتنزیت بوده و فرآیند آنیل در هر سه دما منجر به بازپخت ساختار مارتنزیتی اولیه شد. با افزایش دمای آنیل از 680 به 710 درجه‌ی سانتی‌گراد، با افزایش درصد فاز آستنیت باقی‌مانده، استحکام کششی و ازدیاد طول نهایی افزایش و به علت بازپخت بیشتر فاز زمینه‌ مارتنزیتی، تنش تسلیم کاهش یافت. بهترین خواص حاصله برای نمونه‌ی آنیل شده در 710 درجه‌ی سانتی‌گراد به مدت 20 دقیقه بود که منجر به حصول استحکام کششی MPa 960 و ازدیاد طول 22 درصد شد. در دمای آنیل 710 درجه‌ی سانتی‌گراد، با افزایش زمان آنیل از 10 به 20 دقیقه، درصد آستنیت باقی‌مانده و ازدیاد طول ‌افزایش یافت ولی با افزایش بیشتر زمان به 30 دقیقه، به علت انحلال بیشتر فازهای رسوبی، پایداری فاز آستنیت کاهش‌یافته و فاز آستنیت حین سرمایش به فاز مارتنزیت تبدیل گردید و همین امر منجر به افت خواص مکانیکی نمونه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of intercritical annealing temperature and time on the microstructure and mechanical properties of medium Mn advanced high strength steel

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Shahverdi 1
  • Amirsalar Dehghani 2
  • Mohammad Zabihi Gargari 1
  • Mohammad Emami 3
1 Department of Materials Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Islamic azad university science and research branch
3 University of Bonab, Bonab, Iran
چکیده [English]

In the present study, the effect of heat treatment temperature and time on the microstructural and mechanical properties of medium manganese advanced high strength steel with 5 wt% Mn and 0.1 wt% B were investigated. Three temperatures were selected as annealing temperatures based on the stability of the austenite phase (stability temperatures of 50, 70 and 90% of the austenite phase). Mechanical characterization was performed using a uniaxial tensile test and phase and microstructural studies were performed by XRD and SEM. Alloy ingots were hot rolled, followed by cold rolling. The cold rolled sample had a martensite structure before the annealing process and the annealing process at all three temperatures resulted in the annealing of the initial martensitic structure. With raising annealing temperature from 680 °C to 710 °C, and consequently increase in residual austenite, tensile strength and ultimate elongation increased. Due to the additional annealing of martensitic matrix, yield stress decreased. The superior properties were resulted from the sample annealed at 710 °C for 20 min which led to tensile strength and ultimate elongation of 960 MPa and 22%, respectively. Increasing the time from 10 min to 20 min at annealing temperature of 710 °C, led to the rising of ultimate elongation and residual austenite. However, further annealing time (30 min at 710 °C) brought about reduction in austenite stability due to the dissolution of Precipitate phases Accordingly, the austenite phase turned into martensite during cooling and the mechanical properties of the sample significantly worsened.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Advanced high strength steel
  • intercritical annealing
  • mechanical properties
  • martensite
  • austenite