در این آزمایش می خواهیم به بررسی این نکته بپردازیم که آیا دما و زمان آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها اثری دارد یا خیر و اگر دارد این اثر چیست و در چه حد است .

اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها

اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها

هدف آزمایش اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها:

در این آزمایش می خواهیم به بررسی این نکته بپردازیم که آیا دما و زمان آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها اثری دارد یا خیر و اگر دارد این اثر چیست و در چه حد است .

وسایل و ابزار آزمایش اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها:

نمونه ی فولادی کربن متوسط ASAB 760 ، SPK-K100 ، کوره ی برقی موفلی ، ظرف روغن ، میکروسکپ الکترونی ، محلول اچ نایتال و پیکرال

شرح آزمایش اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها:

عوامل مختلفی بر درصد مارتنزیت حاصله از آستنیت تاثیر می گذارد . از جمله کربن . هر چه میزان کربن حل شده در آستنیت بیشتر باشد فولاد پس از سرد شدن مارتنزیت بیشتری به ما می دهد . از سوی دیگر اندازه ی دانه های آستنیت هم با گرفتن مارتنزیت ریز دانه یا درشت دانه رابطه ی مستقیم دارد و هر چه ذرات آستنیت ریز تر باشند مارتنیت حاصل هم ریز دانه تر بوده و در نتیجه سختی بیشتری خواهد داشت . در این میان کاربیدهای آلیاژی هم به خاطر داشتن مقادیری کربن بر این ساختار تاثیر گذار هستند و چنانچه در آستنیت حل شوند مارتنزیت بیشتری تشکیل می شود که باعث سختی بیشتر فلز می شود . ولی چیزی که در این میان بسیار مهم است رابطه ی بین این فاکتورها و بهترین شرایط است . دمای آستنیته باید به شکلی باشد که کاربیدهای آلیاژی تا حد امکان در ساختار حل شوند ولی از سوی دیگر بالا بردن دما به این منظور باعث رشد دانه های آستنیت می شود که برای ریز ساختار مطلوب نیست و سختی نهایی را کاهش می دهد . حال پارامتر زمان را مورد بررسی قرار می دهیم . زمان باید در حداقل نگه داشته شود چون در غیر این صورت باعث رشد دانه های آستنیت شده و باز سختی کل را کاهش می دهد . برای فولاد اساب که در اینجا مورد بررسی است زمان نگه داری در دمای آستنیته به ازای هر میلیمتر ضخامت ۳۰ ثانیه است و زمان کل باید بین ۵ تا ۶۰ دقیقه باشد . برای فولاد K این مقدار به ۰.۸ تا ۱ دقیقه به ازای هر میلیمتر ضخامت می رسد و زمان کل بین ۱۰ تا ۶۰ دقیقه است . به طور کلی با توجه به نوع فولاد و درصد عناصر آلیاژی آن همه چیز متفاوت است و باید شرایط ویژه ای را برگزید که منتهی به سخت ترین و مطلوب ترین ساختار باشد .

اگر پس از آستنیته کردن به خواص مورد انتظار دست نیافتیم می توان اشکال را در یکی از موارد زیر جستجو کرد :

• دمای آستنیته کم و زمان کوتاه بوده است
• سرعت سرد کردن کم بوده
• سطح قطعه دکربوره شده است ( سوختن فولاد )
• افزایش آستنیت باقیمانده که در اثر دمای بالای آستنیته به وجود آمده است ( هرچه دمای آستنیته زیاد شود کاربیدهای بیشتری حل می شوند ولی از سوی دیگر Ms و Mf کاهش می یابند و در محیط کوینچ سختی کمتری حاصل می شود )

نتایج آزمایش اثر زمان و دمای آستنیته کردن بر سختی و ساختار میکروسکپی فولادها :

در تصویر اول که مربوط به فولاد آساب می باشد ابتدا آن را به دمای ۸۰۰ درجه رسانده و به مدت ۳۰ دقیقه نگه داشته ایم و سپس در آب کوئنچ کرده و با محلول نایتال اچ کرده ایم . آنچه در تصویر قابل مشاهده است زمینه ی رنگی مارتنزیت است که به رنگ زرد و قهوه ای دیده می شود و آستنیت باقیمانده که به رنگ سفید است و چسبیده به ذرات ریز مارتنزیت قابل تشخیص است . سختی این ساختار ۶۲ HRc است که با توجه به سایز ذرات کاملا قابل پیش بینی می باشد .

مطالعه بیشتر