بررسی تأثیر پارامترهای فرآیند نورد گرم بر روی ریز ساختار فولاد CK45

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، بخش فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 4697-19395، تهران، ایران

2 استادیار، بخش کشاورزی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 4697-19395، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، بخش فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 4697-19395، تهران، ایران

چکیده

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریت- پرلیتی در کاربردهای صنعتی، بهینه ‌سازی خواص آن‌ ها یکی از موضوعات مهم تحقیقات در این حوزه است. بر این اساس بهبود ریزساختار نهایی آن ‌ها که منجر به بهبود خواص مکانیکی می گردد، ضروری است. استفاده از بعضی فرآیندهای تولید همچون نورد می تواند سبب بهبود ریز ساختار و در نتیجه خواص مکانیکی محصولات گردد. در این تحقیق عملیات نورد گرم و کوئنچ در دو محیط مختلف بر روی CK45 انجام شد. نمونه‌ ها در دماهای مختلف و در سرعت های غلتک متفاوت، تحت کرنش های یکسان قرار گرفته و سپس در دو محیط مختلف آب یخ و هوا تا دمای هوای اتاق به سرعت سرد شدند. در نهایت ریزساختار نهایی آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ نوری، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در فرآیندهای نورد گرم در دماهای بالای 850 درجه سانتی گراد، ریزساختار پس از نورد و خنک شدن در آب یخ همواره به صورت مارتنزیتی بوده که با افزایش دما این ساختار ریزتر می شود. در نمونه های هوا سرد شده در سرعت ثابت، با افزایش دما، مدت زمان کافی برای رشد و تشکیل شبکه پیوسته از فاز فریت در قطعه وجود داشته و بنابراین نمونه در دماهای بالاتر به حالت قبل از نورد بر می گردد. اما در دماهای پایین و سرعت بالاتر، به دلیل نرخ کرنش بالا، ماده مدت زمان کافی برای بازیابی و تشکیل فاز شبکه -ای فریت نداشته و تنها فریت در جهات نورد تشکیل می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ray, S.,  Introduction to Rolling Process, In: Principles and Applications of Metal Rolling, Eds., pp. 1-29, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-1-107-07609-9 Hardback, (2016).
 
[2] Wang, S.-F. Peng,Y. A., Zhi-Jie, L., Work-Hardening and Deformation Mechanism of Cold Rolled Low Carbon Steel, Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, Vol. 5, No. 3, pp. 823-828, DOI:10.19026/rjaset.5.5028, (2013).
 
[3] Zhang, X., Wang, H., Scattergood, R. O., Narayan, J., Koch, C.C., Modulated oscillatory hardening and dynamic recrystallization in cryomilled nanocrystalline Zn, Acta Materialia, Vol. 50, No. 16, pp. 3995-4004, DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-6454(02)00199-4, (2002).
 
[4] Sun, J.-J., Lian, F.-L., Liu, H.-J., Jiang, T., Guo, S.-W., Du, L.-X., Liu, Y.-N., E-mail: ynliu@mail.xjtu.edu.cn, Microstructure of warm rolling and pearlitic transformation of ultrafine-grained GCr15 steel, Materials Characterization, pp. Medium: X; Size: pp. 291-298, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2014.07.011, (2014).
 
[5] Ueji, R., Tsuji, N., Minamino, Y., Koizumi, Y., Effect of rolling reduction on ultrafine grained structure and mechanical properties of low-carbon steel thermomechanically processed from martensite starting structure, Science and Technology of Advanced Materials, Vol. 5, No. 1-2, pp. 153-162, DOI: https://doi.org/10.1016/j.stam.2003.10.017, (2004).
 
[6] Niakan, H., Najafizadeh, A., Effect of niobium and rolling parameters on the mechanical properties and microstructure of dual phase steels, Materials Science and Engineering: A, Vol. 527, No. 21, pp. 5410-5414, DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.05.078, (2010).
 
[7] Younis, F.A., Lattif,S. J. Effect of the Rolling Direction and Draft on Some of the Mechanical Properties for the Medium Carbon Steel, International Journal of Science and Research, Vol. 3, No. 12, pp. 2425-2431, Paper ID: SUB14673, (2014).
 
[8] Zebarjadi Sar, M., Barella, S., Gruttadauria, A., Mombelli, D., Mapelli, C., Impact of Warm Rolling Process Parameters on Crystallographic Textures, Microstructure and Mechanical Properties of Low-Carbon Boron-Bearing Steels, Metals, Vol. 8, No. 11, pp. 927, DOI: https://doi.org/10.3390/met8110927, (2018).
 
[9] Nwachukwu, P.U., Oluwole, O.O., Effects of rolling process parameters on the mechanical properties of hot-rolled St60Mn steel, Case Studies in Construction Materials, Vol. 6, pp. 134-146, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2017.01.006, (2017).
 
[10] Li, H.-B., Fan, L., Chen, L.-S., Effect of Temperature Scheme on Microstructure and Mechanical Properties during Medium Carbon Steel Warm Processing, Metals, Vol. 9, No. 1, pp. 77, DOI: https://doi.org/10.3390/met9010077,(2019).