آستمپرینگ از دیگر روشهای عملیات حرارتی است که به منظور کاهش تنشهای حاصل در ضمن سخت کردن فولاد ساده ی کربنی یا پر کربن جانشین کوئنچ کردن مستقیم می شود . در این روش سطح و مرکز نمونه در مرحله ی اول کوئنچ شدن ( قبل از Ms) با سرعتهای متفاوتی سرد می شود منتها از آنجایی که قبل از شروع استحاله دمای نقاط مختلف قطعه یکسان خواهند شد استحاله در نقاط مختلف تقریبا همزمان انجام گرفته و بنابراین تنشهای داخلی به حداقل ممکن کاهش می یابد . محصول نهایی فرایند آستمپرینگ بینیت می باشد ، بنابراین مراحل آن به صورت زیر است :

بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ

بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ،ساختار قطعه،شامل مراحل آستنیته کردن فولاد،سرد کردن در حمام نمک مذاب یا روغن ، مارتنزیتی (Ms) و…

بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ

هدف آزمایش بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ :

در این آزمایش هدف بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ است .

وسایل آزمایش بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ :

نمونه های ST37 و ASAB 760 ، حمام نمک ، روغن داغ ، کوره ی آستنیته کردن

شرح آزمایش بررسی ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ :

آستمپرینگ از دیگر روشهای عملیات حرارتی است که به منظور کاهش تنشهای حاصل در ضمن سخت کردن فولاد ساده ی کربنی یا پر کربن جانشین کوئنچ کردن مستقیم می شود . در این روش سطح و مرکز نمونه در مرحله ی اول کوئنچ شدن ( قبل از Ms) با سرعتهای متفاوتی سرد می شود منتها از آنجایی که قبل از شروع استحاله دمای نقاط مختلف قطعه یکسان خواهند شد استحاله در نقاط مختلف تقریبا همزمان انجام گرفته و بنابراین تنشهای داخلی به حداقل ممکن کاهش می یابد . محصول نهایی فرایند آستمپرینگ بینیت می باشد ، بنابراین مراحل آن به صورت زیر است :

• آستنیته کردن فولاد
• سرد کردن سریع نمونه از دمای آستنیته در حمام نمک مذاب یا روغن ، تا دمایی بلافاصله قبل از دمای شروع استحاله ی مارتنزیتی (Ms)
• نگه داشتن در این دما به نحوی که دگرگونی آستنیت به بینیت به طور کامل صورت گیرد .
• سرد کردن در هوا در دمای اتاق

حال اهداف به کار گیری این روش را به جای روش کوئنچ و تمپر بررسی می کنیم :

• افزایش استحکام به ضربه و انعطاف پذیری در یک سختی یکسان
• حذف و یا کاهش امکان ایجاد ترک ، تغییر شکل ، تاب برداشتن و یا ایجاد تنشهای داخلی در ضمن عملیات حرارتی .

از محدودیت های این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• برای قطعات فولادی حجیم کاربردی ندارد
• فولادهایی به این منظور به کار می روند که سختی پذیری مناسبی داشته باشند
• دمای کوئنچ نسبت به سرد کردن یک مرحله ای بالاتر است . پس سرعت سرد کردن کمتر بوده و احتمال تشکیل پرلیت وجود دارد .

در مارتمپرینگ محصول نهایی مارتنزیت تمپر شده می باشد . عملیات مارتمپرینگ یا سریع سرد کردن غیر پیوسته که آن را مارکوئنچینگ هم می نامند شامل مراحل زیر است :

• آستنیته کردن فولاد
• سریع سرد کردن فولاد در روغن یا نمک مذاب تا دمایی درست زیر Ms
• نگهداری در محیط یاد شده تا ابنکه دمای تمامی قطعه یکنواخت شود . این زمان ۲ تا ۴ دقیقه به ازای هر ۱ سانتیمتر ضخامت است .
• سرد کردن با آهنگی متوسط ( معمولا در هوا ) به گونه ای که سطح و مرکز قطعه تقریبا همزمان سرد شود و همه به مارتنزیت تبدیل شود .
• تمپر کردن قطعه به منظور افزایش چقرمگی

محدودیت های این روش همان محدودیت های ۱ و ۲ آستمپرینگ است .

در عملیات دیگری که به مارتمپرینگ اصلاح شده معروف است مرحله ی ایزوترمال بین Msو Mf است . نمونه را تا زیر دمای Ms سرد کرده و مقداری مارتنزیت حاصل شده و سپس زمان داده شده و سرد می کنیم تا دوباره مارتنزیت تشکیل شود و پس از آن دوباره عملیات تمپر را انجام می دهیم . در این حالت سختی سطح افزایش می یابد . چون در عملیات مارتمپرینگ سختی مارتنزیت حاصله کم است تمام فولاد هایی را که قابلیت مارتمپر دارند را می توان آستمپر کرد .

در ضمن دمای Ms  را در فولاد ها می توان از رابطه ی زیر محاسبه کرد :

Ms=539 – ۴۲.۳ C% – 30.4Mn% – 12.1 Cr% – 17.7Ni% – 7.5Mo%

که با توجه به این رابطه دمای Ms برای فولاد ST37   ، ۴۳۵ درجه و برای ASAB ، ۲۶۵ درجه است که نشان می دهد آساب سختی پذیری بیشتری دارد .

نتایج :

در این آزمایش همانطور که قبلا اشاره شد دو نمونه فولاد را مورد آزمایش قرار دادیم که در زیر تصاویر آنها را مشاهده می کنید . در تصویر اول فولاد ST37 را ابتدا به دمای ۹۰۰ درجه برده و در این دما به مدت ۱ ساعت نگه داشته ایم . سپس آن را به حمام نمک با دمای ۴۸۵ درجه انتقال داده ایم و در این دما به مدت ۱۰ ساعت نگهداری کرده ایم و نهایتا در هوا خنک کرده ایم . ساختار حاصل همانطور که مشاهده می شود به علت بالا بودن دمای حمام نمک (برای گرفتن بینیت کامل این نباید خیلی بیشتر از ۴۳۵ می بود ) شامل پرلیت با نقش اثر انگشت و بینیت است که به صورت لکه های تیره رنگ در تصویر مشخص می باشد .

در تصویر بعد همین فولاد را باز در دمای ۹۰۰ درجه به مدت یک ساعت نگه داشته ایم ولی اینبار در روغن داغ با دمای ۳۸۵ درجه انتقال داده ایم و ۵ ساعت در آن نگهداری کرده و باز تا دمای ۲۵۰ درجه آن را سرد کرده ایم و باز ۲ ساعت در این دما نگه داشته و نهایتا در هوا خنک کرده ایم . با توجه به اینکه دمای ۳۸۵ به مراتب پایین تر از Ms است مسلما در ساختار مارتنزیت خواهیم داشت و گرم کردن ثانویه در دمای ۲۵۰ درجه همان سیکل تمپر کردن است که نهایتا ساختار مارتنزیت تمپر شده و بینیت به ما می دهد . همانطور هم که در شکل مشاهده می کنید ساختار ریز دانه ی تیره رنگ نشان دهنده ی مارتنزیت است و ذرات سفید رنگ بینیت یا در واقع مخلوط فریت و سمنتیت هستند . علت وجود بینیت این است که در سیکل اول مارتنزیت و آستنیت باقیمانده به وجود آمده است و در مرحله ی تمپر این آستنیت به بینیت یا در واقع فریت و سمنتیت تجزیه شده است .

ادامه ساختار قطعه حاصل از عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ با خرید و دانلود

مطالعه بیشتر