اشکان نوری

فولاد هادفیلد که بطور متوسط حاوی 12درصد منگنز و 2/1درصد کربن می باشد، یک فولاد غیر مغناطیسی است که بدلیل داشتن ترکیبی عالی از خواص سختی و چقرمگی بصورت همزمان، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف راه سازی، حفاری، معادن، کارخانجات سیمان و... را دارا می باشد. در مقابل این مزایا، یکی از محدودیتهای اصلی این نوع فولاد، پایین بودن مقدار استحکام تسلیم و نهایی آن می باشد و یکی از مهمترین راههای جبران این نقیصه، افزودن مولیبدن به ترکیب شمیایی آن می باشد. در این پژوهش، جهت بررسی میزان تاثیر مولیبدن (به میزان 5/0 درصد) بر بهبود رفتار مکانیکی و ریزساختار فولاد هادفیلد گرید C از استاندارد ASTM A128، از آزمونهای ریزساختاری متالوگرافی نوری و میکروسکوپ الکترونی SEM و آزمونهای مکانیکی سختی سنجی برینل و کشش در دمای محیط و تست ضربه در دماهای محیط، 40- و 100- درجه سانتیگراد استفاده گردید. نتایج حاصل از آزمایش متالوگرافی نوری نشان داد که افزودن مولیبدن بعنوان یک عنصر کاربیدزای قوی به این نوع فولاد، از نظر ریزساختاری به توزیع همگن تر کاربیدها و در نتیجه ریزدانه کردن دانه های آستنیت به میزان حداقل 50درصد، شده است. همچنین بررسی های حاصل از بررسی مقطع شکست با میکروسکوپ الکترونی SEM، نشاندهنده افزایش محسوس تعداد دیمپلهای عمیق اولیه و ریز ثانویه و نیز کاهش صفحات کلیواژ در مقطع شکست بوده است. این نتایج، تایید کننده نرم تر شدن شکست، پس از افزودن مولیبدن به ترکیب فولادهادفیلد مورد نظر بوده است. با انجام تست کشش نیز مشخص گردید که بیشترین تاثیر مولیبدن بر پارامترهای خروجی این تست، بر بهبود استحکام نهایی و انعطاف پذیری فولاد به ترتیب به میزان 5/14 و 38 درصد بوده است، این درحالیست که استحکام تسلیم این نوع فولاد، تنها به میزان 5/2 درصد افزایش داشته است. این مقادیر به خوبی تاییدکننده افزایش قابل توجه کارسختی فولاد مورد نظر، پس از افزودن مولیبدن به ترکیب بوده است. همچنین پس از انجام تست کشش، بر روی نمونه کشیده شده، ترکهای ریز و غیر پیوسته ای مشاهده گردید، که از آن بعنوان چروکیدگی سطحی نام برده می شود. وجود مولیبدن بدلیل کاهش میزان انرژی نقص چینش ودر نتیجه افزایش میزان کارسختی،یاعث ریزتر شدن ترکهای سطحی و افزایش تعداد آنها گردید. نتایج تست ضربه نیز در دماهای مختلف نشان داد که افزودن مولیبدن به ترکیب، باعث بهبود چقرمگی فولاد مورد نظر به میزان 26، 30 و 50 درصد در دماهای محیط، 40- و 100- شده است. با بررسی این نتایج مشخص گردید که تاثیر مولیبدن بر میزان بهبود چقرمگی در دمای 100- درجه سانتیگراد؛ در حدود 2 برابر بهبود چقرمگی در دمای محیط بوده است و این مورد تاثیر بسزای مولیبدن بر انرژی شکست فولاد هادفیلد، در دماهای پایین را نشان می دهد. نتایج تست سختی نیز بیان کننده افزایش 15درصدی سختی خام نمونه(سختی قبل از کارسختی سطح) در دمای محیط بوده است.