بهمن میرزاخانی

توسعه فولادها از دیرباز مورد توجه صنایع گوناگون نظیر نفت و گاز، صنعت حمل و نقل و ترابری، لوازم خانگی و ... بوده است. نیاز روزافزون صنعت به حصول ترکیبی بهتر از خواص مکانیکی نظیر استحکام کششی، سختی ازدیاد طول و ...، همواره پژوهشگران و محققان را به سوی انجام مطالعات بیشتر جهت دستیابی به خواص مناسب تر سوق داده است. به منظور رسیدن به خواص مناسب می توان از راه کارهایی چون افزودن عناصر آلیاژی، انجام عملیات حرارتی یا تغییر شرایط آن، تغییر ترکیب شیمیایی و سایر فرایندهای مختلف بهره گرفت. یکی از راه های مناسب برای حصول خواص قابل توجه در فولادها، میکرو آلیاژسازی با استفاده از عناصر مختلف است. امروزه این کار بر روی فولادهای مختلفی انجام شده است اما تاکنون بر روی فولاد گروه A694 صورت نپذیرفته است. نیوبیم و وانادیم دو عنصر مهم از این عناصر میکرو آلیاژی محسوب می شوند. در این پژوهش، از این دو عنصر جهت تولید فولاد میکرو آلیاژی و بهبود خواص فولاد A694 استفاده شده است و بررسی های ریزساختاری و مکانیکی صورت پذیرفته است. همچنین تاثیر عملیات حرارتی آستنیته کردن و تمپر نیز بر روی خواص مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا و جهت مطالعات ساختاری از میکروسکوپ های نوری و الکترونی استفاده شد. آزمون های کشش و سختی نیز بر روی نمونه های مختلف انجام گردید. نتایج نشان می دهند که افزودن نیوبیم و وانادیم ساختار فولاد A694 را ظریف تر می کند. همچنین استفاده از این عناصر استحکام کششی نهائی و تسلیم بهتری را برای این رده فولادی به دنبال دارد. مقادیر سختی نیز به تبعیت از استحکام، افزایش پیدا کرد. بهترین خواص از نظر استحکام و سختی، مربوط به نمونه دارای 071,0 درصد وزنی وانادیم و 021,0 درصد وزنی نیوبیم بود که دارای استحکام تسلیم، کششی نهائی و سختی به ترتیب در حدود MPa 556، MPa 669 و 200 برینل بود. این مقادیر به ترتیب در حدود 71، 36 و 32 درصد بهبود را نسبت به فولاد بدون حضور دو عنصر مذکور (البته با عملیات حرارتی در دمای پایین تر آستنیته کردن) نشان می دهند. این نمونه همچنین بیشترین دمای آستنیته کردن را داشت. به طور متوسط، با افزایش دمای آستنیته کردن خواص مکانیکی بهبود یافتند. به طوری که با افزایش دمای آستنیته کردن از oC910 به oC1000 مقادیر استحکام تسلیم، کششی نهائی و سختی به ترتیب 17، 18 و 18 درصد رشد نشان داد