Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Shafyei,Hossein Edris
علي شفيعي (استاد راهنما) حسين ادريس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Habibollahi
حميد حبيب اللهي نجف ابادي

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 نيوبيوم به عنوان يک عنصر کاربيدزا به فولاد مي‌تواند نقش مهمي در اصلاح ريزساختار فولادها داشته باشد. اين عنصر با تشکيل رسوبات ريز باعث کاهش اندازه دانه و در نتيجه بهبود خواص مکانيکي فولادها مي‌گردد. در اين پژوهش تاثير افزودن مقدار نيوبيوم بر روي اندازه دانه و در نتيجه خواص مکانيکي فولاد کربن‌دهي 7016/1 مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از فرآيند ريخته‌گري نمونه‌هاي فولاد اوليه با درصدهاي وزني 02/0، 06/0، 09/0 نيوبيوم توليد شدند. بعد از فرآيند ريخته‌گري نمونه‌ها در دماي 850 درجه سانتي‌گراد به مدت 15 دقيقه قرار گرفتند و جهت اصلاح ساختار ريخته‌گري تحت بار يکساني فورج شدند. نمونه‌هاي تهيه شده به دوگروه تقسيم شدند، يک گروه مستقيما تحت بررسي‌هاي ريزساختاري و مکانيکي قرار گرفتند و گروه دوم ابتدا با استفاده از فرآيند کربن‌دهي حالت جامد در دماي 940 درجه سانتي‌گراد و زمان 7 ساعت کربوره شده و سپس در روغن کوئنچ گرديدند. نتايج بدست آمده از گروه اول حاکي از کاهش اندازه دانه از مقدار 9/7 ميکرومتر به 7/4 ميکرومتر به ترتيب براي نمونه‌هاي بدون نيوبيوم و 06/0 درصد نيوبيوم مي‌باشد. درحالي که در نمونه 09/0 اندازه دانه مجددا به مقدار حدود 6 ميکرومتر افزايش يافت. نمونه‌هاي گروه دوم نيز با افزايش نيوبيوم تا 06/0 درصد از مقدار 7/4 ميکرومتر به 8/1 ميکرومتر کاهش پيدا کرد، زيرا در اين محدوده دمايي فاز آستنيت شروع به جوانه زني‌مي‌کند و به دليل وجود عنصر نيوبيوم در ساختار امکان حرکت مرزدانه‌ها و رشد جوانه‌ها امکان پذير نمي‌باشد در نتيجه اندازه دانه ريزتري را نتيجه مي‌دهد. اما در مقدار 09/0 درصد وزني نيوبيوم مجددا افزايش اندازه دانه مشاهده شد. همچنين نتايج سختي در هر دو گروه تا مقدار 06/0 درصد نيوبيوم افزايش مقدار سختي را نشان داد، در حالي که در نمونه 09/0 درصد نيوبيوم سختي مجددا افت مي‌کند. دليل اين امر مي‌تواند ناشي از تغييرات اندازه دانه، ميزان و اندازه رسوبات توزيع شده در ساختار و مقادير متفاوت فاز آستنيت باقي‌مانده در ساختار باشد. همچنين نتايج مربوط به کشش نمونه‌ها نشان داد که بيشترين استحکام کششي در هر دو گروه فولاد مربوط به نمونه‌هاي 06/0 درصد نيوبيوم مي‌باشد که مقادير مربوط به آنها براي گروه اول و دوم به ترتيب برابر 776 و 948 مگاپاسکال بدست آمد. فولادهاي گروه دوم به دليل تشکيل فازهاي ترد در لايه سطحي در طي فرآيند کربن‌دهي ميزان ازدياد طول يکنواخت اندکي را از خود نشان دادند. محاسبات مربوط به چقرمگي فولادها نشان داد که بيشترين چقرمگي مربوط به فولاد 06/0 درصد نيوبيوم بدون عمليات حرارتي شده مي‌باشد که برابر 180 مگاپاسکال است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی