👈فول فایل فور یو ff4u.ir 👉

تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word

ارتباط با ما

دانلود


تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word
 فهرست مطالب
فهرست مطالب هشت
چکیده1
فصل اول: مقدمه
فصل دوم: مروری بر مطالب
2-1- معرفی و تاریخچه5
2-2- آستنیت باقیمانده5
2-2-1- پایداری آستنیت8
2-3- مشخصه‌‌‌‌های سطوح کربوره‫شده14
الف) ریز‌‌ساختار14
2-3-1- رفتار سایشی فولاد‌‌‌‌های کربوره‫شده18
2-4- عملیات سردسازی و زیر صفر فولاد19
2-4-1- تأثیر دما و زمان آستنیته کردن22
2-4-2- انواع فولادها که میتوانند تحت عملیات زیر صفر قرار گیرند:23
الف) فولاد ابزار23
ب) فولاد‌‌‌‌های زنگ نزن27
ج) فولاد AISI 434028
د) فولاد‌‌‌‌های سطح سخت شونده28
2-5- بازگشت و تاثیر آن بر نمونه‫های عملیات زیر صفر شده28
2-6- انواع سایش31
2-6-2- سایش چسبان33
2-6-3- سایش خوردگی34
فصل سوم: مواد و روش‫های آزمایش
3-1- آلیاژ مورداستفاده36
3-2- عملیات حرارتی نمونه‫ها36
3-3- آزمون­ها37
3-3-1- سختی­سنجی37
3-3-2- سایش38
3-3-3- متالوگرافی نمونه‫ها38
3-3-4- فازیابی با استفاده از پراش پرتوی ایکس39
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- بررسی ریزساختاری40
4-1-1- متالوگرافی40
4-1-2- بررسی ریزساختار با اشعه‌ی ایکس46
4-2- سختی سنجی47
4-3- سایش49
4-3-1- ضریب اصطکاک49
4-3-2- بررسی سطوح سایش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی52
4-3-3- تغییرات نرخ سایش59
فصل پنجم: نتیجه‫گیری و پیشنهادات
مراجع66
 
فهرست جداول
جدول2-1. تأثیر 1% از عناصر آلیاژی بر دمای شروع استحاله مارتنزیت در فولادهایی با 9/0 - 1% کربن7
جدول 2-2. تأثیر 1% کروم بر دمای شروع استحاله مارتنزیتی در فولادهایی با درصد کربن مختلف7
جدول2-3. نقطه‌ی جوش عادی سیالات زیر صفر رایج19
جدول2-4. مقایسه‌ی دریل‌‌‌‌های عملیات حرارتی معمولی شده و زیر صفر شده24
جدول 3-1. ترکیب شیمیایی فولاد 7147/1. %36
جدول3-2. عمليات حرارتي نمونه‌ها.37
جدول4-1. سختی بر اساس نوع عملیات انجام‌شده (DCT).47
فهرست اشکال
 شکل2-1. دماي شروع و پایان استحاله مارتنزیت (f Mو Ms) با توجه به درصد کربن در فولاد6
شکل2-2. منحنی استحاله مارتنزیت7
شکل 2-3. سختی راکول C به‌عنوان تابعی از درصد کربن8
شکل 2-4. درصد آستنیت باقیمانده به‌عنوان تابعی از درصد کربن.9
شکل 2-5. تغییر دمای Ms وانداده دانه‌ی آستنیت با دمای آستنیته کردن.11
شکل 2-6. تغییرات دمای Ms با زمان حرارت دهی آستنیته کردن.11
شکل 2-7. تغییرات Mb با الف) ‌اندازه دانه‌ی آستنیت ب) دمای آستنیته کردن و ج) میزان مارتنزیت انفجاری.12
شکل 2-8. اثر پیرسازی درC° 250 بر Ms (Fe-1. 06% C-1. 63% Cr).13
شکل 2-9. تغییر در میزان آستنیت باقیمانده با دمای کوئنچ (در فولاد‌‌‌‌های کربنی)14
شکل 2-10. کاربید‌‌‌‌های درشت اولیه‌ی تشکیل‌شده در فولاد SAE 413016
شکل 2-11. شبکه‌‌‌‌های کاربیدی در مرز دانه‌های آستنیت اولیه17
شکل 2-12. کاربید‌‌‌‌های ریز اولیه در مارتنزیت تیغه‌ای که به‌وسیله‌ی کربن‌دهی17
شکل 2-13. تجهیزات فرایند زیر صفر20
شکل 2-14. يک سيکل عمليات حرارتي شامل عمليات زير صفر21
شکل 2-15. اثر سرمایش تا فرایند زیر صفر بر تعداد کاربید‌‌‌‌های فولاد D222
شکل 2-16. انواع تماس در طول سایش خراشان32
شکل 2-17. پنج مکانیزم سایش خراشان.32
شکل 2-18. تصویر ساده‌شده‌ی سایش چسبان.33
شکل 2-21. مدل سايش اکسيدي34
شکل 3-1. تصوير دستگاه سايش.38
شکل 4-1. اندازه‌گیری عمق نفوذ کربن با استفاده از نرم‌افزار TS View..40
ادامه­ی شکل 4-1، ه) 48DCT.41
شکل 4-2. تصاویر میکروساختار توسط میکروسکوپ نوری.42
شکل4-3. تصاویر میکروسکوپ الکترونی تهیه‌شده از کاربیدها، سمت راست BSE و سمت چپ SE...43
ادامه‌ی شکل 4-3، ط و ظ)48DCT در بزرگنمایی x 2000.44
شکل4-4. تصاویر میکروسکوپ الکترونی تهیه‌شده از کاربید­ها44
شکل 4-5. تصویر تهیه­شده از تصاویر میکروسکوپی جهت محاسبات نرم­افزاری.45
شکل 4-6. توزیع اندازه­ی کاربیدها در نمونه­های مختلف.45
شکل 4-7. الگوی پراش نمونه­ی CHT.46
شکل 4-8. الگوی پراش پرتوی ایکس از نمونه­های مختلف.46
شکل 4-9.سختی بر اساس نوع عملیات انجام‌شده (DCT).47
شکل 4-10. پروفیل میکرو سختی نمونه.48
شکل 4-11. درصد افزایش سختی در نمونه­های مختلف.48
شکل 4-12. ضریب اصطکاک برحسب مسافت، الف) CHT، ب) 1DCT...50
ادامه­ی شکل 4-12. ج)24DCT، د)30DCT و ه)48DCT در بار اعمالی N80.51
شکل 4-13. سطح سایش دیسک در بار اعمالی N80.52
شکل 4-14. سطح سایش دیسک در بار اعمالی N110.53
شکل 4-15. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی سطوح سایش54
شکل 4-16. تصویر تهیه‌شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی از ذرات سایش.55
شکل 4-17. نتایج آنالیز EDS نمونه­ی CHT، 1) محصولات سایش، 2) ذرات چسبیده به سطح سایش.56
شکل 4-18. نتایج آنالیز EDS محصولات سایش نمونه­ی 1DCT57
شکل 4-19. نتایج آنالیز EDS نمونه­ی 24DCT57
ادامه­ی شکل 4-19. 1) محصولات سایش، 2) ذرات چسبیده به سطح سایش58
شکل 4-20. نتایج آنالیز EDS محصولات سایش نمونه­ی 30DCT.59
شکل 4-21. نتایج آنالیز EDS محصولات سایش نمونه­ی 48DCT.60
شکل 4-22. نمودار کاهش جرم برحسب مسافت برای نمونه‌های مختلف، الف)N 80 و ب) N 11060
شکل 4-23. نرخ سایش برحسب مسافت برای نمونه‌های مختلف، الف)N 80 و ب)N 110.61
شکل 4-24. درصد افزایش مقاومت سایشی بر اساس نوع عملیات حرارتی.62
 چکیده
در این پژوهش تأثیر زمان عملیات زیر صفر بر رفتار سایشی فولاد 7147/1 (5120) موردمطالعه قرار گرفته است. جهت انجام عملیات کربوره کردن، نمونه­ها درون جعبه­هایی از فولاد نسوز با ترکیبی از پودر زغال، باریم کربنات و سدیم هیدروکسید به نسبت 1:1:50 قرار گرفت و به مدت 6 ساعت، در دمای C◦ 920 کربوره شد؛ سپس در داخل این جعبه در هوا تا دمای محیط خنک شدند. عملیات آستنیته کردن در دمایC◦ 930 به مدت 1 ساعت بر روی نمونه‌ها اعمال و در روغن کوئنچ شد. به‌منظور بررسی تأثیر زمان فرایند زیر صفر عمیق، نمونه‌ها به مدت‌زمان 1، 24، 30 و 48 ساعت در نیتروژن مایع در دمایC◦ 196- نگهداری شدند و سپس در دمای محیط در اتاق نگهداری شد. به‌منظور بهبود خواص فولاد و آزاد­سازی تنش­های داخلی ناشی از کوئنچ، نمونه­ها به مدت 2 ساعت در دمای C◦ 200 در کوره‌ نگهداری شدند. نمونه­ها پس از آماده سازی سطحی، تحت آزمون­های مختلف قرار گرفتند. برای تعيين فازها از روش پراش پرتوایکساستفاده شد؛ بدين منظور نمونه‌ها در ابعاد مناسب تهيه و با استفاده از نرم‌افزار Xpertفازهاي موجود با استفاده از عناصر اوليه تعيين شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از گلوله­ای از جنس کاربید تنگستن بر نمونه‌های دیسکی با دو بار 80 و110 نیوتون به مسافت 1000 متر در رطوبت هوای 5±30% و درجه حرارت C◦5±25 انجام شد. سختي نمونه‌ها به‌صورت ماکرو در مقياس راکول سي اندازه‌گیری شد. اندازه‌گیری سختی نمونه‌ها قبل و بعد از بازگشت، با بار اعمالی 30 کیلوگرم انجام گردید. همچنين ریز سختی نمونه‌ها با استفاده از دستگاه ریز سختی سنجی و با نيروي g100 انجام گرديد؛ سطوح سایش ابتدا توسط استون تمیز شده و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)موردمطالعه قرار گرفت. محصولات سایش نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف­سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS) مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات پراش پرتو ایکس حاکی از کاهش در مقدار آستنیت باقیمانده در اثر اعمال عملیات زیر صفر بوده بگونه­ای که در زمان های بیش ازیک ساعت، پیک آستنیت باقیمانده مشاهده نشده­است. بررسی‌های میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی توزیع بهتر کاربیدها، ریز شدن و افزایش کسر حجمی کاربیدها را در عملیات زیرصفرعمیق نشان داد. بدین ترتیب عملیات زیر صفر عمیق منجر به افزایش در سختی در حد 4 تا 33% و تا 24 ساعت ، افزایش مقاومت سایشی تا %39/191 می­گردد. با افزایش بیش­تر زمان عملیات زیر صفر، مقاومت سایشی نمونه­ها کاهش یافته است؛ به­گونه­ای که در نمونه­ی 48 ساعت عملیات زیر صفر شده مقاومت سایشی کاهش یافته است. علت افزایش سختی نمونه­ها کاهش میزان آستنیت باقیمانده در اثر عملیات زیر صفر عمیق و دلیل کاهش مقاومت سایشی نمونه­ها پس از 24 ساعت، رشد کاربید­ها و توزیع غیریکنواخت آن در ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان 24 ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد 7147/1 زمانی بهینه است.
کلمات کلیدی: عملیات زیر صفر عمیق، آستنیت باقیمانده، کاربید، مقاومت سایشی، سختی
مقدمه
 در بسیاری از کاربرد‌‌‌‌های صنعتی نیاز به قطعاتی است که دارای سطحی سخت بوده و درعین‌حال از چقرمگی یا مقاومت به ضربه‌ی خوبی نیز برخوردار باشند. ازجمله مواردی که می‌‌توان در این رابطه به‌عنوان مثال به آن‌ها اشاره کرد عبارت‫اند از:میل‌لنگ، میل بادامک، چرخ‌دنده و قطعات مشابه. این قطعات باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته و همچنین بسیار چقرمه و مقاوم در برابر ضربه‌‌‌‌های وارده در حین کار باشند.
بسیاری از قطعات فولادی را می‌‌توان به نحوی عملیات حرارتی کرد که در پایان دارای مجموعه‌ای از خواص بالا باشند،‌یعنی درحالی‌که از مقاومت به سایش خوبی برخوردارند، دارای استحکام دینامیکی خوبی نیز باشند. این نوع عملیات حرارتی که اصطلاحا به سخت کردن سطحی موسوم‌اند، آخرین عملیاتی هستند که باید در مرحله­ی پایانی ساخت قطعه و پس‌ازانجام تمام مراحل مربوط به شکل‌دهی نظیر ماشین‌کاری انجام شود.
روش‌‌‌‌های مختلف عملیات حرارتی که به کمک آن‌ها می‌توان سطح قطعات را سخت کرد، عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند. دسته‌ی اول عملیاتی که منجر به تغییر در ترکیب شیمیایی سطح فولاد می‌‌شوند و به عملیات حرارتی­شیمیایی یا ترمو­شیمی موسوم‌اند، نظیر کربن‌دهی، نیتروژن­دهی و کربن نیتروژن­دهی. دسته‌ی دوم روش‌‌‌‌هایی که بدون تغییر ترکیب شیمیایی سطح و فقط به کمک عملیات حرارتی که در لایه‌ی سطحی متمرکز شده، انجام می­شوند و باعث سخت شدن سطح می‌گردند و به عملیات حرارتی موضعی موسوم‌اند، مانند سخت کردن شعله‌ای و سخت­کردن القایی. در آلیاژ‌‌‌‌های آهن–کربن و فولاد‌ها، مارتنزیت از سردکردن سریع آستنیت به وجود می‌آید. واژه­ی مارتنزیت که برای مدت‌‌‌‌ها فقط به ساختار سخت حاصل از سریع سرد کردن فولاد‌‌‌‌های کربنی اطلاق می­شود برای قدردانی از دانشمند معروف آلمانی به نام مارتنز است. در به­کار بردن واژه‌ی مارتنزیت، اخیراً به‌جای محصولات حاصل، تأکید بیش‌تر بر روی طبیعت دگرگونی گذاشته‌شده است. مارتنزیت فازی است که توسط یک دگرگونی مارتنزیتی ‌یا جابجایی گروهی
اتم‌‌‌‌ها حاصل می‌‌شود، گرچه ممکن است فاز یادشده‌، ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری و خواص کاملاً متفاوتی از مارتنزیت در فولاد‌‌‌‌ها داشته باشد. دمایی را که در‌یک آلیاژ دگرگونی آستنیت به مارتنزیتشروع می‌‌شود، دمای شروع تشکیل مارتنزیت نامیده و آن را با Ms نشان می‌‌دهند. در حقیقت، Ms نشان دهنده‌ی مقدار نیروی محرکه‌ی ترمودینامیکی لازم برای شروع دگرگونی برشی آستنیت به مارتنزیت است. با افزایش درصد کربن، دمای Ms به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. در حقیقت کربن موجود به‌صورت محلول جامد، استحکام یا مقاومت برشی آستنیت را افزایش می­دهد و بنابراین با افزایش کربن نیرومحرکه‌ی بیش‌تری جهت شروع لغزش برای تشکیل مارتنزیت لازم است. این نیروی محرکه‌ی بیش‌تر، با سرد کردن فولاد تا دمایی پایین‌تر و یا به‌عبارت‌دیگر تحت تبرید بیش‌تر(Ms کمتر) به دست می‌‌آید. دمای پایان تشکیل مارتنزیت (Mf)‌یا دمایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت در‌یک آلیاژ داده‌شده خاتمه می‌یابد نیز تابعی از درصد کربن آلیاژ است.
آستنیت باقیمانده فازی نرم بوده و در دمای پایین ناپایدار است؛ به‌گونه‌ای که در دمای پایین و در حین کار به مارتنزیت ترد تبدیل می‌‌شود. تبدیل آستنیت به مارتنزیت تقریباً 4% انبساط حجمی ایجاد می‌‌کند که منجر به اعوجاج قطعات می‌‌شود. بنابراین از عملیات زیر صفر یا بازگشت چندتایی در دمایی نسبتاً بالا و یا مدت‌زمان طولانی برای کمینه کردن میزان آستنیت باقیمانده در فولاد‌‌‌‌ها استفاده می‌‌شود.
دو نوع عملیات زیر صفر وجود دارد: 1) زیر صفر سطحی که در محدوده دمایی 100- تا C°60- انجام می­شود. این عملیات منجر به کاهش آستنیت باقیمانده و افزایش مقاومت سایشی می‌‌شود. 2) زیر صفر عمیق که در دما‌‌‌‌های زیر C°125- انجام می­شود.
اثرات زیر صفر‌ عمیق عبارت‌اند از:
1. تبدیل آستنیت باقیمانده به مارتنزیت
2. کاهش تنش­های پسماند
3. تشکیل کاربیدهای بسیار ریز که در بین کاربیدهای درشت قرار می‌‌گیرند
4. تشکیل ابرهای نابجایی در فصل مشترک زمینه‌ی مارتنزیتی و کاربید‌‌‌‌ها در طول فرایند هم‌دما سازی و تشکیل کاربید
5. توزیع یکنواخت کاربید­ها ،کوچک شدن اندازه­ی کاربید­های ثانویه، افزایش میزان و چگالی آن‌ها
6. افزایش مقاومت سایش خراشان و سایش خستگی
7. افزایش استحکام کششی و پایداری
8. افزایش سختی
9. پایداری ابعادی ماده
10. تولید ساختار مولکولی چگال تر
11. افزایش هدایت الکتریکی فلزات
12. افزایش مقاومت به خوردگی
پارامتر‌‌‌‌های زیر صفر عبارت‌اند از: نرخ سرمایش، دمای هم‌دما سازی، زمان هم‌دما سازی، نرخ گرمایش، دما و زمان بازگشت و دمای آستنیته کردن.
تحقیقات بسیاری بر روی فولاد‫هایی که درصد عناصر آلیاژی و یا کربن آن‫ها بالاست، صورت گرفته است. در این پژوهش‫ها با حصول ترکیب مناسبی از توزیع کاربید‫ها و کاهش یا حذف آستنیت باقیمانده خواص فولاد‫های مورد مطالعه را بهبود داده‫اند.
فولاد 7147/1، فولادی کربوره شونده (سمانته) بوده که در ساخت قطعاتی که ترکیبی از استحکام متوسط، چقرمگی و مقاومت سایشی بالا نیاز است، مورداستفاده قرار گرفته است و گاه برای تهیه­ی قطعات مورد مصرف صنایع خودرو‫سازی همچون چرخ‌دنده و میل‌لنگ کاربرد دارد. در فولاد­هایی که به منظور سختی کاری سطحی تحت عملیات کربوره­کردن قرار می­گیرند، با افزایش درصد کربن سطح، Ms کاهش و میزان آستنیت باقیمانده در اثر سریع سرد کردن در سطح افزایش خواهد یافت.
در این پژوهش عملیات زیر صفر عمیق به منظور بهبود خواص سایشی فولاد 7147/1 در زمان‫های مختلف انجام شده است؛ در فصل دوم تحقیقات صورت گرفته بر فولاد‫های مختلف، فصل سوم مواد و روش تحقیق، فصل چهارم نتایج و بحث و در نهایت در فصل پنجم، نتایج حاصل و پیشنهاداتی در راستای بررسی‫های بیشتر و کارآمد گردآوری شده است.
 فصل دوم
مروری بر مطالب
  2-1- معرفی و تاریخچه
فولاد آستنیتی آلیاژی از آهن و کربن همراه با عناصر دیگر در حالت محلول است که با عملیات نفوذی در محلول آستنیتی تجزیه و همگن‌سازی می‌‌شود. زمانی که فولاد حرارت داده می‌‌شود ساختار کریستالی آهن به مکعبی مرکز‫دار تغییر می‌یابد. استحاله‌ی آستنیت به مارتنزیت از دمایی که دمای آغاز مارتنزیت ‌یا Ms نامیده می‌‌شود، آغاز می‫شود. برای اغلب فولاد‌‌‌‌های خاص، استحاله هم‌دما بوده و همان‌طور که دما به دمای پایان مارتنزیت می‌‌رسد (Mf)، توسعه می‫یابد. مقداری آستنیت، آستنیت باقیمانده، همیشه پس از سخت سازی حضور دارد. مارتنزیت بیش‌تر و درصد کربن بیش‌تر، سختی فولاد را افزایش می‌‌دهد. میزان کربن، دمای آغاز و پایان استحاله‌ی مارتنزیت را تحت تأثیر قرار می‌‌دهد. Ms و Mf می‌‌تواند پایین‌تر از دمای اتاق باشد؛ فولاد به‌صورت جزئی به مارتنزیت تبدیل شده و بقیه‌ی ساختار را آستنیت باقیمانده تشکیل می‌‌دهد. این دو دما همچنین با افزایش اندازه دانه کاهش می‌یابد [1].

👇 تصادفی👇

دانلود 500 قالب آماده زیبا برای نرم افزار های آفیس : WORD , EXCEL , POWERPOINTاستراتژی تکنولوژیNATUONAL GEOGRAPHIC TRAVELERانواع سالاد و سس و ترشیجاتپاورپوینت بررسي تاثیر ارتفاع بر فعالیت های ورزشیﭘﺮﺳﺸﻨﺎﻣﻪ اﻓﺴﺮدﮔﯽ ﮐﻮدﮐﺎن ﻣﺎرﯾﺎ ﮐﻮاستحقیق درمورد زندگی زناشوییآبیاری قطره ایتهوع اثر ژان پل سارتر ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word

تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word

دانلود تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word

خرید اینترنتی تاثیر عملیات سرد کردن زیر صفر بر ساختار میکروسکوپی و رفتار تریبولوژیکی فولاد 7147/1 word

👇🏞 تصاویر 🏞