تحقیق : فولادهای ماریجینگ ، با فرمت ورد 31 صفحه
بخشهایی از متن :
مقدمه :
فولادهای ماریجینگ یک دسته ازفولادهای با استحکام بالا را شامل می شوند که با فولادهای معمولی تفاوت دارند.بدین معنی که این نوع فولادها توسط یک واکنش متالورژیکی بدون حضور کربن، سخت می شوندوبه واسطه رسوب ترکیبات بین فلزی دردمایی نزدیک به 480 درجه سانتیگراد مستحکم تر می شوند.اصطلاح ماریجینگ ازعبارت پیرسخت کردن مارتنزیت گرفته شده است وحاکی ازپیرسخت کردن یک زمینه مارتنزیتی آهن-نیکل با کربن پایین می باشد. استحکام تسلیم فولادهای ماریجینگ تجاری بین 1030 تا aPM2420( 150 تاiKS350) می باشد.
کربن دراین فولادها به صورت یک ناخالصی است ودر حد پایین نگه داشته می شود تا احتمال تشکیل کاربید تیتانیوم کاهش یابد،زیرا این نوع کاربید اثرنامطلوب روی استحکام،شکل پذیری و چقرمگی می گذارد.
کلاس بندی فولادهای ماریجینگ
اولین فولاد ماریجینگ دراوایل 1960 معرفی شد که کبالت به عنوان عنصرتقویت کننده و استحکام بخش که بین 7 تا 12 درصد در فولاد ماریجنگ 18 درصد نیکل به کاربرده شد. در اوایل دهه 1970 کاربرروی این فولاد کمرنگ شد که دلیل آن افزایش قیمت کبالت بود که منجر به نوع جدیدی از فولادهای ماریجینگ شد. این دسته تیتانیوم را به عنوان عامل اصلی تقویت کننده به همراه داشت. لذا فولادهای ماریجینگ به دوکلاس گسترده تقسیم می شوند که بستگی به عناصرتقویت کننده درآنالیز شیمیایی آنها دارد.
متالورژی فیزیکی
- تاثیر عناصر آلیاژی بر روی دمای تشکیل مارتنزیت
به استثناء کبالت عناصرآلیاژی مورد استفاده درفولادهای ماریجینگ مانند نیکل، مولیبدن،تیتانیوم،آاومینیوم ونیوبیوم باعث کاهش دگرگونی مارتنزیتی می شوند.
یکی ازوظایف کبالت دراین فولادها،افزایش دادن دمایsM می باشد،به طوری که می توان مقادیر بیشتری ازعناصر آلیاژی که دمایsM را کاهش می دهند،اضافه نمود.
فرایندهای تولید
- ذوب کردن
انواع خاص این فولادها درصنایع هوافضا وهواپیما سازی به کاربرده می شود،که برای کاهش میزان عناصرناخالصی( کربن– منگنز– گوگرد و فسفر) وگازهای (اکسیژن،نیتروژن وهیدروژن) ذوب سه مرحله ای نیاز است که ابتدا فلزدراتمسفرمحیط ذوب شده سپس درکوره القایی تحت خلاء وبعد از آن درکوره قوس الکتریکی تحت خلاء ذوب مجدد می شود.
اهداف اصلی دراین روش ذوب کردن به دست آوردن ساختارتمیز،مذاب همگن وکاهش عناصرناخالصی به خصوص گوگرد وکربن می باشد. کربن وگوگرد ناخالصی های زیان آوری هستند زیرا آنها تمایل به تشکیل آخال های کاربیدی،سولفیدی،کربونیتریدی وکربوسولفیدی ترد (شکننده) دارند. هنگامی که قطعات تحت کرنش قرارمی گیرند این ذرات ترک برداشته وبنابراین شکست آغاز می گردد وچقرمگی وشکل پذیری کاهش می یابد.
فولادهای دارای درصد بالای تیتانیوم ومولیبدن مستعد جدایش درطی انجماد می باشند. تنها روش برای حذف ریزجدایش،تعادل بین اندازه شمش وبرنامه کارگرم می باشد.
- کارگرم
فولادهای ماریجینگ به دلیل دارا بودن تیتانیوم استحکام گرمایی بالاتری نسبت به فولادهای معمولی دارند واز این رونیازمند نیروهای کارگرم بالاتر ویا دماهای کاری بالاترمی باشند. ازکار کردن دردماهای بالاتراز с° 1260 باید اجتناب کرد. این فولادها را باید درپایین ترین دمای ممکن که نیروی دستگاه محدودیت ندارد کارگرم کرد تا خصوصیات مکانیکی فولاد افزایش یابد.
- کارسرد
فولادهای ماریجینگ با سرعت های بسیار پایین کار سخت می شوند و می توان آنها را درمعرض کارسرد زیادی(50٪<) قرار داد به طوری که سختی کمی حاصل شود. توان کارسختی ودرصد ازدیاد طول کششی در این فولادها نسبتا پایین است. بنابراین فرایندهای شکل دهی مانند کشش عمیق که به کرنش کششی یکنواخت قطعه قبل از گلویی شدن بستگی دارد محدود شده وباعث تغییرشکل کمی می شود.
- ماشینکاری
فولادهای ماریجینگ درشرایط آنیل محلول سازی یا پیرسخت شده می توانند طبق تکنیک های قرادادی ماشین کاری شوند. قابلیت ماشینکاری این فولادها شبیه ویا بهترازفولادهای معمولی با سختی مشابه است.
- جوشکاری
یکی ازخاصیت های مهم فولادهای ماریجینگ،قابلیت جوشکاری بسیار خوب آنها می باشد. شاید ویژگی که باعث افزایش قابلیت جوشکاری این فولادها شده،درصد پایین کربن آنها می باشد که باعث تشکیل مارتنزیت نرم وشکل پذیردرطی سرد شدن می شود.
خواص مهندسی فولادهای ماریجینگ
- خواص مکانیکی
- مقاومت به خستگی
- مقاومت به خوردگی و خوردگی تنشی
عملیات حرارتی فولادهای ماریجینگ
- پیشرفت تاریخی
- تشکیل مارتنزیت
- مورفولوژی مارتنزیت
- پیرسازی مارتنزیت
- سرعت های جوانه زنی
سیکل های عملیات حرارتی
- آنیل محلول سازی
تحقیق : فولادهای ماریجینگ
