بررسی تاثیر نورد سرد و آنیل بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد ماراجینگ نیکل ـ کروم ـ منگنز دار نانو ساختار شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مواد دانشکده مواد دانشگاه صنعتی سهند ،پست الکترونیکی

2 دانشیار دانشکده مواد دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

نورد سرد و آنیل ساختارهایی با درصد بالای مارتنزیت، زیر مجموعه جدیدی از فرآیندهای ترمومکانیکی پیشرفته می‌باشد که تحت عنوان فرآیند مارتنزیت شناخته شده است. در این تحقیق یک فولاد آلیاژی با ترکیب اسمی Fe-5Ni-10Cr-8Mn (درصد وزنی)در کوره خلاء ریخته‌گری شد و پس از همگن‌سازی تحت دو مرحله نورد سرد به میزان%50 و دو مرحله آنیل پس از نورد در دماهای مختلف قرار گرفت.آزمایش‌هایXRD ، سختی سنجی، آزمایش کشش و EBSD بر روی نمونه‌ها انجام شد. نتایج نشان داد که نورد در دو مرحله و دمای آنیل oC600 با زمان یک ساعت ، بهینه‌ترین حالت برای رسیدن به یک ساختار فوق ریزدانه/ نانوساختار است. همچنین آستنیت باقیمانده حاصل از  آنیل دوفازی در این آلیاژ از نظر مکانیکی ناپایدار بوده و حین بارگذاری کششی به مارتنزیت استحاله یافت و خاصیت TRIP  از خود نشان داد. استحکام کششی این فولاد در شرایط بهینه MPa1050 و درصد ازدیاد طول نسبی آن 28 درصد بدست آمد کهبه صورت تغییر شکل یکنواخت قبل از گلویی می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating of the cold rolling and annealing effects on microstructure and mechanical properties of nanostructured Ni-Cr-Mn Marajing steel

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ali Sabouhi 1
  • Siyamak Hosseinnjad 2
چکیده [English]

cold rolling and annealing of structures with a high percent of Martensite are the new subgroups of advanced thermomechanical processes that are known as Martensite process. In this study, an alloying steel with the Nominal composition of Fe-5Ni-10Cr-8Mn (weight percent), was casted InaVacuum Arc Remeltingfurnace and after homogenizing, was placed under two steps cold rolling (until 50 %) and two steps of annealing after rolling (in different temperatures). XRD, hardness and tensile tests and EBSDinvestigation was done on samples. Results show that two step rolling and annealing at 600  for 1 hour is the most optimize state for receiving to ultra fine grained structure / nanostructure. Also, residual austenite that caused during two phase annealing in this alloy, is mechanically unstable and this phase is transferred to Martensite phase during loading and is shown TRIP property. Tensile strength of this steel is 1050 MPa under optimal state and the percent of elongation of this steel is about 28 %. This elongation creates before necking. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • ultra fine grained structure / nanostructure
  • thermomechanical processes
  • anneal
  • martensite
  • austenite

1. حسین نژاد، س . نیلی احمدآبادی،م . (1381) . فولادهای ماراجینگ : ازابداع تا به امروز . مهندسی متالورژی. 3.5-24

  1. 1.Ma.Y.,Lee,Y .(2005). A repetitive thermomechanical process to produce nano-crystalline in a metastable austenitic steel. Scripta material , 52, 1311-1315
  2. Tsuji,N., Ueji,T .,Minamino, T&Saito,Y. (2002). A new and simple process to obtain nano-structured bulk low-carbon steel with superior mechanical property.  Scripta Material , 46, 305-310.
  3. 3. Pardi,N.,Ebrahimi, R., (2009) . Deformation Behavior in Simple Shear Extrusion(SSE)as a new severe plastic deformation technique. Materials Science and Engineering A, 572, 355-360.
  4. Tsuji, N.,Maki, T,.(2009). Enhanced structural refinement by combining phase transformation and plastic deformation in steels. Scripta Materialia, 60, 1044-1049.
  5. Song, R., Ponge, D & Raabe, D. (2006). Overview of processing, microstructure and mechanical properties of ultrafine grained bcc steels. Materials Science and Engineering A, 1-17 .
  6. 6.   Saito, Y., Utsunomiya, H.,Tsuji,N&Sakai, T.(1999). Novel Ultra-High Straining Process for Bulk Materials-Development of the Accumulative Roll-Bonding (ARB) Process, Acta Materialia, 579-583
  7. 7.Segal, VM., Reznikov, VI., Drobyshevskiy, AE & Kopylov. VI, (1981), Plastic Working of Metals by Simple Shear.Russion Metallurga 1, 99-105.
  8. De Cooman,B. (2004). Structure Properties relationship in TRIP Steels containing carbid-free bainite.Current Opinion in Solid and Mater.Sci , 8, 285-303.
  9. 9.Ivanisenko,Y .,Lojkowski, W&Valiev,R. (2003). The mechanism of formation of nanostructure and dissolution of cementite in a pearlitic steel during high pressure torsion , Acta Materialia, 51, 5555-5570.