در صنایع نفت و گاز از فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 410 به طور گسترده به دلیل تامین شرایط خوردگی درمحیط های ترش بکار می رود. انرژی ضربه فولاد طبق استاندارد API-6a دردمای 18- حداقل 20 ژول می باشد. انرژی ضربه پایین این فولاد بویژه در دمای زیرصفر نسبت به سایر فولاد های زنگ نزن، استفاده ازاین فولاد را در صنعت محدود ساخته است. در این پژوهش اثر شرایط مختلف عملیات حرارتی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد 410 مورد بررسی قرار گرفته است. پس از انتخاب ترکیب شیمیایی و تهیه فولاد، نمونه های بریده شده در دمای 910 درجه سانتی گراد آستنیته گشته و در روغن کوئنچ شدند. سپس عملیات تمپر یک و دو مرحله ای، در دماها و زمان های مختلف طبق استاندارد روی فولاد انجام شد. نمونه ها تحت بررسی های ریزساختاری و سختی سنجی به روش راکول سی قرار گرفتند. با بررسی نتایج، شرایط مناسب عملیات حرارتی انتخاب شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه هایی تحت این شرایط عملیات حرارتی شدند. به منظور تعیین خواص مکانیکی، آزمون های ضربه در دمای 18- درجه سانتی گراد و کشش در دمای محیط انجام شده است. ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (SEM) وآنالیز نقطه ای EDS مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، افزایش زمان تمپر دوم، درجهت بهبود تافنس ضربه، ریز ساختار را تغییر میدهد. وجود کاربید های زنجیره ای و نحوه توزیع آنها بر انرژی ضربه تاثیر منفی داشته اند. که علت ضعیف کردن مرزدانه ها و کاهش نیروی محرکه شکست می باشد. بررسی ریز ساختاری نمونه نشان داد که افزایش زمان تمپر دوم می تواند منجر به ظریف تر شدن تیغه های مارتنزیتی شده و در نهایت افزایش انرژی ضربه شود. در نهایت با انتخاب مناسبی از زمان در دو مرحله ی تمپر، سیکل های بهینه نهایی برای رسیدن به خواص ضربه ای مناسب تعیین شد.
