بررسی تاثیر نامتعارف میکروساختارهای دوفازی فریتی بینیتی بر اصلاح خواص مکانیکی فولاد کم‌آلیاژ mo40 در مقایسه با شرایط تمام بینیتی

هدف از این پژوهش، بررسی جزئیات ریزساختارها و خواص مکانیکی فولاد کم‌آلیاژ mo40 در حالت دوفازی فریتی بینیتی در مقایسه با شرایط تمام بینیتی می‌باشد. برای این منظور سیکل‌های عملیات حرارتی متنوعی برای ایجاد میکروساختارهای دوفازی فریتی بینیتی، شامل آستنیته کردن نمونه‌ها در دمای ℃860 به مدت 50 دقیقه و سپس کوئنچ سریع نمونه‌ها به داخل حمام نمک مذاب اولیه با دمای ℃620 برای مدت زمان‌های متفاوت 1 الی 10 دقیقه به ‌منظور ایجاد کسرهای حجمی مختلفی از فازهای فریت و آستنیت تحول نیافته استفاده شد و بلافاصله پس از آن برای ایجاد بینیت از آستنیت تحول نیافته، این نمونه‌ها به داخل حمام نمک مذاب ثانویه با دمای ℃350 به مدت زمان‌ 30 دقیقه انتقال داده ‌شده و در نهایت در آب کوئنچ گردیدند. همچنین برای ایجاد ریزساختار تمام بینیتی، نمونه‌ها پس از آستنیته شدن در دمای ℃860 به مدت 50 دقیقه، بلافاصله به داخل حمام نمک مذاب ℃350  منتقل و به مدت زمان 30 دقیقه نگه‌داری و در پایان در آب کوئنچ گردیدند. از آزمون‌های کشش، سختی‌سنجی در مقیاس ماکرو و میکرو، متالوگرافی نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی fesem مجهز به آنالیزور eds برای بررسی تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری استفاده شد. نتایج تجربی استخراج شده نشان می‌دهد که یک رابطه غیرخطی و نامتعارف بین خواص مکانیکی نمونه‌های دوفازی فریتی بینیتی با تغییرات کسر حجمی فازهای فریت و بینیت وجود دارد. خواص مکانیکی نمونه‌های دوفازی فریتی بینیتی شامل 8 تا 12 درصد حجمی فاز فریت مرزدانه‌ای در مجاورت بینیت، به طور قابل توجهی بیش از سایر نمونه‌های دوفازی فریتی بینیتی و حتی نمونه‌های تمام بینیتی می‌باشد. این اصلاح در خواص مکانیکی نمونه‌های دو فازی فریتی بینیتی با کسرهای حجمی 8 تا 12 درصد فریت ناشی از برهمکنش فازهای بینیت و فریت مرزدانه‌ای می‌باشد.

Investigation of abnormal effect of dualphase ferriticbainitic microstructures on modification of mechanical properties of MO40 low alloy steel in comparison with full bainitic conditions

The purpose of this research is to investigate microstructural features and mechanical properties of MO40 low alloy steel under dualphase ferriticbainitic in comparison with those of full bainitic conditions. To do so, various heat treatment cycles including Austenitizing the samples at 860°C for 50 minutes, step quenching in primary 620°C salt bath for different duration times of 1 to 10 minutes, quenching in secondary 350°C salt bath for 30 minutes and then water quenching to room temperature in order to develop dualphase ferriticbainitic microstructures in the samples. The isothermal heat treatment in primary 620°C salt bath for various duration times was used in order to develop different volume fractions of ferritic phase in the microstructures, then the secondary 350°C salt bath was used for subsequent transformation of remaining prior austenite to bainite. Tensile test, micro and macro hardness testers, optical metallography and FESEM equipped with EDS were used for investigation of variations of mechanical properties and microstructural features. The experimental results show that there is a nonlinear and abnormal relationship between the mechanical properties of dualphase ferriticbainitic samples and variations of ferrite and bainite volume fractions. The mechanical properties of dualphase ferriticbainitic samples involving 812 vol% grain boundary ferrite in the vicinity of bainite is considerably higher than other dual phase ferriticbainitic samples and even full bainitic ones. This improvement in mechanical properties of dualphase ferriticbainitic samples involving 812 vol% ferrite is originating from interaction of bainite crystals on grain boundary ferrite.