367- پروژه و تحقیق آماده: بررسی بهینه سازی عملیات حرارتی فولاد ابزار تندبر – HSS - AISI M42 – شامل 16 صفحه فایل ورد - word

جهت انجام آزمایشات از یک پروسه بسیار کامل که شامل سه دمای آستنیته که هر هر دمای آستنیته شامل 15 نمونه استاندارد که جمعاً 45 نمونه  و سه دمای تمپر که از هر دمای آستنیته 5 نمونه جداسازی و با سه دمای مختلف تمپر آن هم در 3 مرحله انجام گردید.

جهت انجام عملیات آستنیته ، از سه دمای آستنیته 1150 ، 1170 ، 1200  به مدت 120 ثانیه در حمام نمک وقبل از آن استفاده از سه مرحله پیشگرم که شامل مرحله اول0C 450 که در داخل کوره المنتی انجام می شود ، مرحله دوم0C 850 در داخل کوره حمام نمک و  مرحله سوم0C 1050 نیز در داخل کوره حمام نمک  انجام می گردد .این کار به منظور تاثیر دمای آستنیته بر خواص این فولاد  انجام گردید .

پس از آستنیته کردن نمونه ها در دما و زمان ذکر شده ، نمونه ها در محیط حمام نمک با دمای 515 و به مدت 120 ثانیه عملیات کوئنچ انجام گردید .

جهت انجام عملیات تمپر  از سه دمای تمپر 500 ، 540 ، 590 استفاده شده که در هر دمای تمپر از 5 عدد نمونه با دمای آستنیته کردن ثابت ( 1150، 1170 ، 1200 ) استفاده شد که جمعاً در هر دمای تمپر 15 نمونه با سه مرحله تمپر 1 ساعت انجام گردید . 

جهت سختی سنجی نمونه های بعد از هر مرحله که شامل آستنیته کردن و 3 مرحله تمپر تست سختی سنجی راکول C طبق استاندارد ISO 6508-1 انجام گردید .

بدین منظور بررسی های ساختاری و تعیین درصد و اندازه میانگین کاربیدها در نمونه های عملیات حرارتی شده ، عملیات آماده سازی جهت بررسی متالوگرافی روی آنها انجام شد و نمونه ها توسط محلول اچ نایتال 2% اچ گردید و جهت بررسی در زیر میکروسکوپ در بزرگنمایی 100Xو 1000 X مورد مطالعه و بررسی قرارگرفت . به منظور تعیین درصد و اندازه میانگین کاربید ها از نرم افزار پردازش تصویر متالوگرافی (CLEMEX) استفاده گردید.

یافته و بحث :

کاربید های مختلف نظیر M2C ، M6C ، MC موجود در این فولاد ، نقش اصلی در مقاومت در برابر سایش را ایفا می کنند . اندازه و توزیع یکنواخت این کاربید در ساختار ، حائز اهمیت بوده زیرا اندازه درشت و غیر یکنواخت این کاربید ها باعث کاهش در خواص استحکامی فولاد می گردد.

ساختار این فولاد تندبرM42 در حال آنیل شده شامل توزیع کاربیدهای مختلف در زمینه فریت می باشد . این کاربید ها نقش اصلی را در کارکرد ابزار دارند . به طوری که تنکستن و مولیبدن در کاربید M6C موجود می باشد ولی کرم هم می تواند در این کاربید حل شود . M23C6 اساساً کاربید کرم بوده ، ولی مقدار تنگستن و مولیبدن نیز می تواند در این کاربید حل شود . تقریباً می توان گفت که MC ، بطور کامل از نوع کاربید وانادیم بوده و حتی در دمای بالا نیز به کندی حل می شود

در دمای oC  1090 کاربید M23C6 حل می شود ، در این دما مقداری از کاربید M6C نیز حل شده ولی منبع اصلی حلالیت کربن در آستنیت برای ساختار مارتنزیت پر کربن ، کاربید M23C6 می باشد .

تغییرات دمایی آستنیته سبب تغییر درمیزان درصد آستنیت باقیمانده و همچنین میزان کاربیدها می شود دمای آستنیته برای فولاد تندبر M42 در محدوده 1170تا 1180 می باشد

با افزایش دمای آستنیته میزان سختی کاهش یافته  که دلایل آن را می توان چنین بیان کرد :

افزایش آستنیت باقیمانده در ساختار به دلیل افزایش دمای آستنیتهافزایش حلایت کاربید ها با افزایش دما رشد دانه ها در اثر افزایش دما و حل شدن کاربید ها