تولید فولادهای نانوساختار بینیتی و بررسی تاثیر اندازه ی ذرات ساینده بر نرخ سایش خراشان این فولادها
چکیده
فولادهای نانوساختار بینیتی با خواص منحصر به فردی که همانند استحکام کششی بیش از mpa2000، استحکام فشاری بیش از mpa3000، داکتیلیته در دامنه ی %30-5، و مقادیر kic تا حدود mpa m1/245 اخیراً توسعه یافته اند. بر خلاف سایر مواد نانوساختار، تولید این فولادها نیازمند عملیات فرآوری پیچیده و پرهزینه ای نیست و به سهولت با استفاده از یک چرخه ی عملیات حرارتی ساده قابل تولید هستند. برای تولید این فولادها پس از نورد شمش ریختگی، عملیات همگن سازی به مدت دو روز تحت اتمسفر خلاء انجام شد. آستنیته کردن تحت اتمسفر محافظ آرگون انجام شد و سپس استحاله ی نهایی به صورت همدما در حمام نمک 300، 250 و °c220 صورت پذیرفت. ساختار حاصل به وسیله ی پراش پرتو x، میکروسکوپی نوری و الکترونی روبشی و آزمون سختی مشخصه یابی شد. سایش خراشان به عنوان اصلی ترین دلیل انهدام مواد مهندسی شناخته شده است و بیش از 50% مسائل سایشی بر اساس این نوع سایش اتفاق می افتند. در صنعت برای مقابله با سایش خراشان آلیاژهای آهنی بیشترین استفاده را دارند. در این تحقیق تاثیر اندازه ی ذرات ساینده بر نرخ سایش فولادهای نانوساختار بینیتی بررسی شده است. برای انجام آزمون های سایش از آزمون سایش pin-on-disk طبق استاندارد astm g132 استفاده شد. نتایج نشان داد که روند سایشی این فولادها با فولادهای متداول تفاوت دارد. در فولادهای متداول با افزایش اندازه دانه های ساینده شاهد سه مرحله ی مجزای تغییر نرخ سایش هستیم، ولی در فولادهای نانوبینیتی با افزایش اندازه ی ذرات ساینده در ابتدا نرخ سایش به آهستگی افزایش می یابد که این رفتار مشخصه ی فولادهای مارتنزیتی با چقرمگی تقریباً صفر است؛ پس از رسیدن به یک اندازه دانه ی ساینده ی مشخص نرخ سایش افزایش قابل ملاحظه ای می یابد. نتایج نشان داد که دو پارامتر را می توان علت این رفتار قلمداد نمود: تغییر مکانیزم سایش و کاهش نرخ کارسختی سطح نمونه. از بین این دو مورد نیز تغییر نرخ کارسختی را می توان علت اصلی این رفتار دانست.