مقایسه تأثیر عملیات حرارتی کوئنچ - بخش بندی (Q-P) و کوئنچ مستقیم (D-Q) بر ریزساختار و خواص مکانیکی یک فولاد استحکام بالای حاوی میکرو آلیاژ Ti

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مواد - دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه تبریز

2 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد- گروه مهندسی مواد- دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه تبریز

4 استادیار - گروه مهندسی مواد - دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه تبریز

5 کارشناس دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

چکیده

کوئنچ-‌بخش‌بندی یکی از روش‌های تولید فولادهای پیشرفته استحکام بالا است. اصول عملیات حرارتی مذکور مبتنی بر نفوذ کربن از مارتنزیت به آستنیت باقیمانده (γ_R) و پایدارسازیγ_R است. در این پژوهش آلیاژ با ترکیب شیمیایی wt%Al054/0– wt%Si 5/1 –wt%Mn 2/2 –wt%C 21/0– Fe حاوی 08/0% Ti به‌عنوان یک میکروآلیاژ در یک کوره ذوب القایی در خلاء بصورت شمش ریخته گری گردید. شمش مزبور به‌مدت 3 ساعت در دمای °C1200 تحت عملیات حرارتی همگن‌سازی قرار گرفت. شمش همگن سازی شده توسط فرآیند نورد گرم و سرد به‌صورت ورقی به ضخامت mm 5/1 نورد شد. ورق تهیه شده تحت عملیات حرارتی Q-P و کوئنچ مستقیم قرار گرفته و از لحاظ ریزساختار و خواص مکانیکی مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه تأثیر عملیات‌های مذکور بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، آنالیز اشعه ایکس (XRD)، ریزسختی‌سنجی و متالوگرافی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه‌ای که تحت عملیات حرارتی کوئنچ-‌بخش‌بندی قرار گرفته است، شکل‌پذیری بهتری نسبت به نمونه کوئنچ مستقیم دارد. استحکام و شکل‌پذیری نمونه حاصل از کوئنچ--بخش‌بندی به ترتیب MPa 1062 و 52/24 درصد و استحکام و شکل‌پذیری نمونه حاصل از کوئنچ مستقیم نیز به ترتیب MPa‌ 1484 و 21/15 درصد گزارش شد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of the effect of heat treatment quenching - partitioning (Q-P) and direct quenching (D-Q) On the micro structure and mechanical properties of a high strength steel containing Ti micro alloy

نویسندگان [English]

  • leyli nasimi 1
  • ali almasi 2
  • Abbas kian vash 3
  • Abolfazl Tutunchi 4
  • zahra habibi 5
1 Materials Engineering Department - Faculty of Mechanical Engineering - Tabriz University
2 Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering Mechanical Engineering, Tabriz University, Tabriz,, Iran
3 Professor - Department of Materials Engineering - Faculty of Mechanical Engineering - University of Tabriz
4 Assistant Professor - Department of Materials Engineering - Faculty of Mechanical Engineering - University of Tabriz
5 Expert, Faculty of Mechanical Engineering, Tabriz University
چکیده [English]

Quenching-partitioning (Q-P) is one of the methods of producing advanced high strength steels (AHSS). The principles of the mentioned thermal process are based on carbon penetration from martensite to residual austenite (γR) and stabilization of γR. In this research, the alloy with the chemical composition of 0.054 wt% Al, 1.5 wt% Si, 2.2 wt% Mn, 2.2 wt% Mn, 0.21 wt% Fe, containing 0.08% Ti as a micro-alloy in an induction melting furnace in VIM was cast as an ingot. The said ingot was homogenized for 3 hours at a temperature of 1200 °C. The homogenized ingot was rolled into a sheet with a thickness of 1.5 mm by hot and cold rolling processes. The prepared sheet was subjected to Q-P heat treatment and direct quenching (D-Q) and was compared in terms of microstructure and mechanical properties. The comparison of the effect of the mentioned operations on the microstructure and mechanical properties of steel was done by scanning electron microscope (SEM), X-ray analysis (XRD), micro-hardness measurement, and metallography. The obtained results showed that the sample subjected to Q-P heat treatment has better formability and strength than the D-Q sample. The strength and formability of the sample obtained from Q-P were reported as 1062 MPa and 24.52% respectively, and the strength and formability of the sample obtained from D-Q were reported as 1484 MPa and 15.21% respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Quenching-partitioning heat treatments (Q-P)
  • retained austenite
  • tensile strength
  • fracture strain
  • micro-alloy