قاسم معتمدی
عضو جدید
چکیده:در این پژوهش تاثیر تغییر درصد مولیبدن در چدنهای نشکن باکربن معادل 4/3 و ملیات حررتی آستمپرینگ بر ریز ساختاز و خواص مکانیکی این آلیاژها مورد بررسی قرار گرفته است.برای این منظور 5 گروه آلیاژ با مقادیر0، 2/0 ، 4/0 ، 6/0 و 8/0 درصد مولیبدن از طریق ذوب و ریخته گری تهیه گردیدند و نمونه های مناسبی آماده شدند.سپس تحت عملیات حرارتی آتمپرینگ در دمای 350 درجه سانتی گراد و زمان 120 دقیقه قرار گرفتند.نتایج متالوگرافی حاصل از میکروسکوپ نوری و عملیات حرارتی رنگی شدن نشان می دهد که با افزایش درصد مولیبدن میزان آستنیت واکنش نکرده بیشتر می شود و میزان کاربیدهای مولیبدن که در مرز دانه ها تجمع کرده اند ، افزایش می یابد. از طرفی نتایج حاصل از آزمایشهای کشش نشان می دهند که استحکام نهایی و تسلیم در محدودۀ 2/0 درصد مولیبدن افزایش می یابد و تغییر طول نسبی نیز از 2/0 تا 4/0 درصد مولیبدن در این شرایط دما و زمان آستمپر کردن به بیشترین میزان خود می رسد.
مقدمه:
کنترل ترکیب شیمیایی در ADI با توجه به تاثیر عناصر بر تغییر ساختار و سرعت واکنشهایی متالورژیکی از اهمیت بالایی برخوردار است.با حضور عناصر آلیاژی و تغییر میزان آنها پدیده هایی چون کاربیدهای مرز سلولی و فازهایی نظیر مارتنزیت دچار تغییر شده و موجب تغییرات خواص ADI میشود. در واقع عناصر آلیاژی در ADI خواص فیزیکی را چندان تغییر نمی دهند بلکه باعث تغییر در رفتار کربن و در نهایت خواص مکانیکی می شوند.مولیبدن عنصری کاربید زا می باشد که به چدن های نشکن اضافه می شود .مولیبدن همچنین افزایش دهندۀ قوی سختی پذیری پرلیتی در چدن های نشکن بوده و بنابراین می تواند برای تولید مقاطع سنگین ADI یک عنصر آلیاژی اساسی به شمار آید که شروع مراحل اول و دوم واکنش آستمپرینگ را به تاخیر می اندازد.مولیبدن تمایل شدیدی نیز به تشکیل کاربیدهای بین سلولی دارد.
روش تحقیق:
در این پژوهش از مدل Gasting Test Bar Mold مطابق شکل زیر استفاده گردید. روش قالبگیری روش ماسه با چسب سیلیکات و استفاده از گاز co2 بوده که قالبها 24 ساعت قبل از ذوب و ریخته گری ساخته شدند.برای تهیۀ مذاب از شمش سورل کانادایی ، فرومولیبدن با 75 درصد مولیبدن و قراضه فولادی استفاده شد و تهیۀ مذاب در کورۀ القایی با فرکانس بالا صورت گرفت. عملیات جوانه زنی توسط فروسیلیسیم در دمای 1560 درجه سانتیگراد و عملیات کروی سازی به روش ساندویچی در دمایی 1490 درجه سانتیگراد انجام شد.جوانه زا(سوپرسید) نیز در دمای 1450 – 1440 درجه سانتی گراد افزوده شد و بلافاصله ذوب ریزی انجام شد و تا سرد شدن کامل قطعات داخل قالب باقی ماندند. به این صورت چدن های نشکن با ترکیب شیمیایی یکسان ولی میزان مولیبدن متفاوت ریخته گری شدند که ترکیب شیمیایی آلیاژهای تهیه شده در جدول زیر آورده شده است.
%SNi%Mo%Mn%Mg%P%Si%C%ترکیب آلیاژ02/08/0025/004/003/063/241/3A02/08/02/025/004/003/059/243/3B02/08/041/025/004/003/063/239/3C02/08/060/025/004/003/062/242/3D02/08/082/025/004/003/061/24/3E
نمونه های کششی از میله های ریخته شده تهیه شد و به همراه نمونه های متالوگرافی به مدت 2 ساعت در دمای900 درجه سانتی گراد آستنیته شده و سپس به سرعت به کورۀ حمام نمک به دمای 350 درجه سانتیگراد منتقل شده و به مدت 2 ساعت نیز در این دما نگهداری شدند.آزمایش کشش به منظور تعیین خواص کششی نمونه ها انجام شد.برای این منظور نمونه های آزمایش کشش مطابق با استاندارد DIN 50125 تهیه گردیدند که آزمایش کشش با سرعت کرنش MM/S3/0 صورت گرفت و نتایج ارائه شده میانگین سه بار آزمایش برایهر حالت است.ساختار میکروسکوپی نمونه های آستمپر شده نیز توسط میکروسکوپ نوری و با بزرگنمایی 500× تحت آزمایش متالوگرافی قرار گرفتند که نمونه ها توسط محلول اچ نیتال شدند.برای بررسی دقیق تر ساختار عملیات حرارتی رنگی شدن (Heat Tinting ) در دمایی 250 درجه سانتی گراد و به مدت 4 ساعت به علت اینکه در این حالت فازهای ایجاد شده مشخص ترندانجام شد.برای بررسی سختی سنجی از دستگاه سختی سنج راکول C استفاده شد.سختی بدست آمده میانگین حداقل چهار نقطۀ اندازه گیری شده به طور مربعی است.نتیجه گیری:
1-با افزایش درصد مولیبدن میزان آستنیت تحول نیافته(UAV) افزایش می یابد.
2-با افزایش درصد مولیبدن میزان کاربیدهای جدایش یافته در مرز سلولها افزایش می یابد.
3-با افزایش درصد مولیبدن بیش از محدودۀ 4/0 تا 2/0 درصد سختی افت می یابد.
4-با افزایش درصد مولیبدن از 2/0 درصد استحکام کششی و استحکام تسلیم به شدت افت می کند.
5-با افزایش درصد مولیبدن تا 2/0 درصد انعطاف پذیری نسبت به حالت مبنا(صفر درصد) کاهش یافته و درمحدودۀ 2/0 تا 8/0 درصد تغییر چشمگیری نمی کند.
6-ترکیب شیمیایی مناسب برای رسیدن به خواص مکانیکی بهینه در محدودۀ 4/0 تا 2/0 درصد مولیبدن می باشد.
