Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei
علي شفيعي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehran Hosseinizadeh
مهران حسيني زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Increasing the amount of carbon and alloy elements in steels causes reduction in the start and finish temperatures of martensitic transformation. Therefore, in steels with high carbon and alloy elements, the finish temperature of martensitic transformation decreases to lower than 0°C. After usual heat treatment of quenching and tempering, some austenite will remain in steel structure. The presence of austenite causes reduction in hardness, wear resistance and dimensional stability of steels. Thus, one of the major challenges in the heat treatment of these steels is minimizing or eliminating the amount of retained austenite. One of the methods can be used for this purpose is deep cryogenic treatment. After performing usual heat treatment on H13 tool steel, some austenite will remain in structure. Considering the widespread usage of this steel, it seems to be necessary to use deep cryogenic treatment in order to reduce the amount of retained austenite. In this study, using metallography and optical microscopy, the effect of keeping samples in -196°C for 24, 48 and72 hours, respectively, was investigated. In addition, the amount of hardness and wear resistance was studied using hardness tests and wearing tests and finally wearing mechanism was studied using electron microscopy. After quenching and tempering, the amount of retained austenite was about 7%, while this percentage decreases to lower than 1% after deep cryogenic treatment for 72 hours. Results indicated that the mechanical properties such as hardness and wear resistance increases after keeping samples in -196°C for 72 hours as 8% and 43%, respectively. The increase in mechanical properties was due to reduction in the amount of retained austenite and etha carbides precipitation in microstructure. Evaluation of wear surfaces and debris particles caused revealed that in usual heat treatment of quench and temper the dominant mechanism was extreme adhesive wear and in deep cryogenic treatment the dominant mechanism was weak adhesive wear and tribochemical. Key words deep cryogenic treatment, H13 tool steel, wear behavior, retained austenite
چکيده در فولادها با افزايش درصد کربن و عناصر آلياژي، دماي شروع و پايان استحاله مارتنزيتي کاهش مي‌يابد. لذا در فولاد‌‌هاي پرآلياژ و با کربن بالا، دماي پايان استحاله مارتنزيتي به کمتر از صفر درجه‌سانتي‌گراد مي‌رسد. در اين فولاد‌ها پس از عمليات حرارتي کوئنچ و تمپر معمول، مقداري آستنيت در ساختار باقي خواهد ماند. اين فاز که فازي نرم است باعث کاهش سختي و مقاومت سايشي و ناپايداري ابعادي مي‌گردد. بنابراين يکي از موضوعات مهم در عمليات حرارتي اين فولادها، کاهش و يا حذف آستنيت باقيمانده است. يکي از روش‌هاي مورد استفاده براي کاهش و يا حذف آستنيت باقيمانده استفاده از عمليات زيرصفر عميق مي‌باشد. فولاد ابزار H13 از جمله فولاد‌هايي است که در آن پس از عمليات حرارتي معمول مقداري آستنيت در ساختار آن باقي خواهد ماند. با توجه به کاربرد وسيع اين فولاد، استفاده از عمليات زير‌صفر عميق جهت کاهش آستنيته باقيمانده امري ضروري به نظر مي‌رسد. در اين پژوهش تاثير نگهداري در دماي °C‌196- به مدت زمان‌هاي 24 ، 48 و 72 ساعت بر ساختارميکروسکوپي، با استفاده از متالوگرافي و ميکروسکوپ‌ نوري ، ميزان سختي و مقاومت به سايش بوسيله آزمون‌هاي سختي سنجي و آزمون سايش و بررسي مکانيزم سايش بوسيله ميکروسکوپ الکتروني(SEM)، مورد بررسي قرار گرفت. مقدار آستنيت باقيمانده پس از عمليات حرارتي کوئنچ و تمپر معمول در حدود 7% است که پس از عمليات زيرصفر عميق به مدت زمان 72 ساعت به کمتر از 1% مي رسد. نتايج حاصل حاکي از افزايش خواص مکانيکي نظير سختي و مقاومت سايشي با نگهداري در دماي°C ‌196- مي باشد. بدين ترتيب که اين عمليات منجر به افزايش در سختي و مقاومت سايشي بترتيب در حد 8% و 43% براي نمونه نگهداري شده به مدت 72 ساعت در دماي °C196- مي‌گردد. افزايش در خواص مکانيکي نظير سختي و مقاومت سايشي در عمليات زيرصفر عميق در ارتباط با کاهش در مقدار آستنيت باقيمانده و رسوب کاربيدهاي بسيار ريز و افزايش در کسر حجمي اين کاربيدها است. بررسي سطوح و ذرات حاصل از سايش بوسيله ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشانگر آن است که مکانيزم غالب در عمليات حرارتي کوئنچ و تمپر معمول سايش چسبان شديد و در عمليات زيرصفر عميق سايش چسبان ضعيف به همراه تريبوشيميايي مي‌باشد. کلمات کليدي: عمليات برودتي زير‌صفرعميق، فولاد H13، رفتار سايشي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی