اصلاح شگرف خواص کششی یک فولاد کم‌آلیاژ سیلیسیم متوسط din 1.5025 در شرایط عملیات حرارتی کوئنچ و پارتیشن‌بندی تک مرحله‌ای در مقایسه با شرایط کاملا مارتنزیتی

فولادهای استحکام بالای پیشرفته (ahss) نتیجه تلاش بسیار زیاد محققین در زمینه طراحی و توسعه ی فولادهای با استحکام بالا و شکل پذیری مناسب می‌باشند که جایگزین فولادهای متداول کوئنچ و تمپر شده‌اند. این گروه از فولادها دارای ریزساختار های میکروکامپوزیتی شامل مخلوطی از فازهای بینیت، مارتنزیت و آستنیت هستند. درحقیقت این گروه از فولادها با کنترل میزان پیشرفت استحاله های فازی آستنیت به بینیت مارتنزیت آستنیت باقیمانده سخت‌گردانی می‌شوند که این موضوع وجه تمایز آن‌ها در مقایسه با فولادهای متداول کوئنچ و تمپر کاملا مارتنزیتی می‌باشد. در پژوهش حاضر رفتار کششی فولاد کم آلیاژ سیلیسیم متوسط din 1.5025 در شرایط عملیات حرارتی کوئنچ و پارتیشن بندی (q p) تک مرحله ای در دمای کوئنچ °c250 (کمتر از دمای آغاز استحاله ی مارتنزیتی: °c275) برای زمان های پارتیشن بندی مختلف در محدوده ی 5 ثانیه تا 1 ساعت در مقایسه با شرایط کوئنچ مستقیم بررسی شد. بررسی های ریزساختاری و همچنین تغییرات خواص مکانیکی به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ های لیزری و الکترونی روبشی در کنار الگوی پراش پرتو ایکس و آزمون های کشش و سختی سنجی انجام شد.بررسی های ریزساختاری نشان دهنده ی ایجاد ریزساختارهای میکروکامپوزیتی حاوی بینیت بدون کاربیدمارتنزیت آستنیت باقیمانده در شرایط عملیات حرارتی کوئنچ و پارتیشن بندی تک مرحله ای در مقایسه با ریزساختارهای کاملا مارتنزیتی کوئنچ مستقیم است. افزایش کسر فاز آستنیت باقیمانده به مقدار بیشینه 17.8 درصد تا مدت زمان پارتیشن بندی 600 ثانیه موجب اصلاح شگرف رفتار کششی نمونه های میکروکامپوزیتی شده است. اصلاح شگرف رفتار مکانیکی با توجه به مدت زمان پارتیشن بندی نمونه های میکروکامپوزیتی نشان دهنده ی تاثیر به سزایی فاز آستنیت باقیمانده بر خواص کششی به واسطه اثر پلاستیسیته ی حاصل از استحاله ی فازی (trip) ناشی از تحول آستنیت باقیمانده به مارتنزیت پس از اعمال تنش های کششی می باشد.

Superior improvement of tensile properties in a low alloy medium silicon DIN 1.5025 steel under single step quenching and partitioning heat treatment compared to fully martensitic conditions

Advanced High Strength Steels (AHSS) are the result of a great effort by researchers to design and develop high strength steels with good formability, which can be replaced by the conventional quenched and tempered steels. In fact, this group of steels is hardened by controlling the phase transformation of austenite to different phases, which is quite different from conventional quenching and tempering steels with fully martensitic microstructure. In the present study, the tensile behavior of low alloy medium silicon DIN 1.5025 steel has been investigated under one step quenching and partitioning heat treatment (Q P) at quenching temperature 250oC (below the martensitic start temperature: 275oC) for different partitioning times ranged from 5s to 1h compared to direct quenching condition. Microstructural studies, as well as changes in mechanical properties, were carried out by using laser and scanning electron microscopes, along with Xray diffraction pattern and tensile and hardness tests, respectively. Microstructural studies indicate the formation of microcomposite microstructures containing carbide free bainitemartensiteretained austenite during Q P heat treatment compared to fully martensitic microstructures. The results indicated that the retained austenite volume fraction increasing up to a maximum value of 17.8% after partitioning for 600s resulted in a superior improvement in the tensile behavior of the microcompositic samples. Superior improvement of mechanical behavior with respect to the partitioning time of microcompositic specimens indicates the beneficial effect of retained austenite phase on tensile properties according to the transformation induced plasticity effect (TRIP) mediated by the transformation of retained austenite to martensite during the tensile test.