1403/05/02
حسین مستعان

حسین مستعان

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0003-3890-5502
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 35737672000
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مواد و متالورژی
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی تاثیر سیکل‌های مختلف عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی و ریزساختاری فولاد فنر 50CrV4
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
کوئنچ و بازپخت، ریزساختار، خواص مکانیکی، فولاد 55CrV4، فولاد فنر
سال 1402
پژوهشگران حسین مستعان(استاد راهنما)، فردین نعمت زاده(استاد راهنما)، زهرا سخایی(دانشجو)

چکیده

در این پژوهش تاثیر پارامترهای مختلف عملیات حرارتی کوئنچ و بازپخت بر فولاد فنر 55CrV4 مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نمونه‌ها در دمای 850 درجه سانتی‌گراد با سرعت 30 درجه بر دقیقه آستنیته شد سپس در سه محیط کوئنچ آب، روغن و هوا با دمای 30 درجه سانتی‌گراد سرد شده و پس از آن فرایند بازپخت در دماهای مختلف 350 و 450 و و550 درجه سانتی‌گراد با سرعت حرارت‌دهی 30 درجه بر دقیقه انجام شد. خواص مکانیکی نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های کشش، سختی سنجی و ضربه ارزیابی شد. جهت بررسی ریزساختار و همچنین بررسی سطوح شکست نمونه‌ها، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار گرفت. بررسی‌های میکروسکوپی نشان داد ریزساختار اصلی تمام نمونه‌های کوئنچ شده مارتنزیت بوده است. با توجه به متفاوت بودن سرعت‌‌های سرد کردن، در محیط‌های کوئنچ مختلف، پس از بازپخت فازهای متنوعی چون فریت و سمنتیت، بینیت و پرلیت تشکیل شد که بطور واضح در تصاویر میکروسکوپی نیز مشاهده شد. نتایج حاصل از خواص مکانیکی نشان داد نوع فاز تشکیل شده در دماهای مختلف بازپخت، تاثیر مستقیمی بر استحکام و سختی فولاد می‌گذارد. بطوریکه کمترین میزان استحکام و سختی مربوط به ساختارهای حاوی فاز فریت و سمنتیت و بیشترین مقدار آن مربوط به ساختار حاوی بینیت گزارش شد. عمدتا با افزایش دمای بازپخت کاهش استحکام و سختی و افزایش انرژی ضربه گزارش شد. در عین حال موارد استثنا نیز ملاحظه شد که در اثر افزایش دمای بازپخت سختی و استحکام افزایش یافت که مطابق با تصاویر میکروسکوپی، علت آن تشکیل کاربیدهای آلیاژی در دماهای بالای بازپخت گزارش شد. مطالعات شکست-نگاری، نشان داد در اثر افزایش دمای بازپخت سطوح شکست از حالت ترد به نرم متمایل شده است. البته در سطوح شکست تمام نمونه‌های کوئنچ شده در آب ترک مشاهده شد. بر این اساس و با استناد بر تصاویر میکروسکوپی و نتایج حاصل از آزمون-های خواص مکانیکی و با توجه به نیاز فولاد فنر55CrV4 به ترکیب بهینه‌ای از استحکام و چقرمگی، روغن به عنوان مناسب ترین محیط کوئنچ روغن و بازه 550-450 درجه سانتی‌گراد محدوده‌ی مناسب بازپخت این فولاد در نظر گرفته شد.