Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Hossein Edris
علی شفیعی (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Habibollahi
حمید حبیب اللهی نجف ابادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Evalution of niobium content on the grain growth of DIN 1.7016 Cementated Steel
Adding niobium as a carbide element to steel can play an important role in modifying the microstructure of steels. This element, by forming fine precipitation, reduces grain size and thus improves the mechanical properties of steels. In this study, the effect of adding niobium on the grain size and the mechanical properties of 1.7016 steel has been investigated. First, using the casting process, primary steel samples were produced with weight percentages of 0.02, 0.06, 0.09 %wt niobium. After the casting process, the samples were placed at a temperature of 850 ° C for 15 minutes and forged for reformation of the casting structure under the same load. The specimens were divided into two groups, one group was directly subjected to microstructural and mechanical examinations and the second group was initially carbonized using a solid state barbed process at 940 ° C and 7 hours and then quenched in oil. The results of the first group showed a decrease in the grain size from 7.9 ?m to 7.4 ?m for non-niobium and 0.6%wt niobium specimens, While in the sample 0.09%wt niobium, the grain size again increased to 6 ?m. Samples of the second group decreased grain size from 4.7?m to 1.8?m with increasing niobium up to 0.6%wt from micrometers. Because in this range of austenite, the austenite phase starts to sprout and due to the presence of niobium in the structure, it is not possible to move the grains and grow . This results in a smaller grain size, Also, hardness results in both groups showed an increase in hardness to samples containing 0.06%wt niobium, While the niobium is 0.09%wt, the hardness decreases again The reason for this can be due to grain size variations, the size and size of the distributed sediments in the structure and the different amounts of residual austenite phase in the structure. The results of tensile analysis showed that the highest tensile strength in both steel groups was related to 0.6%wt niobium specimens. Whose values ??for the first and second groups were 776 and 948 MPa respectively. The second group steels showed a slight increase in uniform length due to the formation of crisp phases on the surface layer during the barbed process The calculations concerning the toughness of the steels showed that the highest toughness of the steel is 0.06%wt niobium without heat treatment which is 180 MPa.
اضافه کردن نیوبیوم به عنوان یک عنصر کاربیدزا به فولاد می‌تواند نقش مهمی در اصلاح ریزساختار فولادها داشته باشد. این عنصر با تشکیل رسوبات ریز باعث کاهش اندازه دانه و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی فولادها می‌گردد. در این پژوهش تاثیر افزودن مقدار نیوبیوم بر روی اندازه دانه و در نتیجه خواص مکانیکی فولاد کربن‌دهی 7016/1 مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از فرآیند ریخته‌گری نمونه‌های فولاد اولیه با درصدهای وزنی 02/0، 06/0، 09/0 نیوبیوم تولید شدند. بعد از فرآیند ریخته‌گری نمونه‌ها در دمای 850 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه قرار گرفتند و جهت اصلاح ساختار ریخته‌گری تحت بار یکسانی فورج شدند. نمونه‌های تهیه شده به دوگروه تقسیم شدند، یک گروه مستقیما تحت بررسی‌های ریزساختاری و مکانیکی قرار گرفتند و گروه دوم ابتدا با استفاده از فرآیند کربن‌دهی حالت جامد در دمای 940 درجه سانتی‌گراد و زمان 7 ساعت کربوره شده و سپس در روغن کوئنچ گردیدند. نتایج بدست آمده از گروه اول حاکی از کاهش اندازه دانه از مقدار 9/7 میکرومتر به 7/4 میکرومتر به ترتیب برای نمونه‌های بدون نیوبیوم و 06/0 درصد نیوبیوم می‌باشد. درحالی که در نمونه 09/0 اندازه دانه مجددا به مقدار حدود 6 میکرومتر افزایش یافت. نمونه‌های گروه دوم نیز با افزایش نیوبیوم تا 06/0 درصد از مقدار 7/4 میکرومتر به 8/1 میکرومتر کاهش پیدا کرد، زیرا در این محدوده دمایی فاز آستنیت شروع به جوانه زنی‌می‌کند و به دلیل وجود عنصر نیوبیوم در ساختار امکان حرکت مرزدانه‌ها و رشد جوانه‌ها امکان پذیر نمی‌باشد در نتیجه اندازه دانه ریزتری را نتیجه می‌دهد. اما در مقدار 09/0 درصد وزنی نیوبیوم مجددا افزایش اندازه دانه مشاهده شد. همچنین نتایج سختی در هر دو گروه تا مقدار 06/0 درصد نیوبیوم افزایش مقدار سختی را نشان داد، در حالی که در نمونه 09/0 درصد نیوبیوم سختی مجددا افت می‌کند. دلیل این امر می‌تواند ناشی از تغییرات اندازه دانه، میزان و اندازه رسوبات توزیع شده در ساختار و مقادیر متفاوت فاز آستنیت باقی‌مانده در ساختار باشد. همچنین نتایج مربوط به کشش نمونه‌ها نشان داد که بیشترین استحکام کششی در هر دو گروه فولاد مربوط به نمونه‌های 06/0 درصد نیوبیوم می‌باشد که مقادیر مربوط به آنها برای گروه اول و دوم به ترتیب برابر 776 و 948 مگاپاسکال بدست آمد. فولادهای گروه دوم به دلیل تشکیل فازهای ترد در لایه سطحی در طی فرآیند کربن‌دهی میزان ازدیاد طول یکنواخت اندکی را از خود نشان دادند. محاسبات مربوط به چقرمگی فولادها نشان داد که بیشترین چقرمگی مربوط به فولاد 06/0 درصد نیوبیوم بدون عملیات حرارتی شده می‌باشد که برابر 180 مگاپاسکال است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی