بررسی رفتار میکرومکانیک فریت و مارتنزیت در فولادهای دوفازی

هدف از این پژوهش، بررسی رفتار میکرومکانیک فریت و مارتنزیت در فولادهای دوفازی بود. بدین منظور یک فولاد کم کربن با ساختار اولیه فریتی پرلیتی تا80% نورد سرد و آنیل متعاقب در دمای c °600 به مدت 20دقیقه و کوئنچ در آب شد. مرحله پایانی فرآوری شامل گرمایش تا ناحیه بین بحرانی و نگهداری در دماهای 760، 780، 800 و c °820 به مدت 10دقیقه و کوئنچ در آب بود. فولادهای دوفازی با کسرهای حجمی فریت و مارتنزیت متفاوت و اندازه دانه های فریت مختلف تولید شد. تغییرات ریزساختاری و ارتباط آنها با تغییرات سختی فازها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنج توزیع انرژی و آزمون نانوفرورونده بررسی شد. مطالعه نانوفرورونده پاسخ سختی فریت و مارتنزیت در ریزساختارهای دوفازی نشان داد که با افزایش دمای آنیل بین بحرانی از 760 به c °820 متوسط نانو سختی فریت و مارتنزیت به ترتیب از 181 به 281ویکرز افزایش و از 644 به 337ویکرز کاهش می یابد. دماهای آنیل بین بحرانی بالاتر به دانه های فریت ریزتر و سخت تر در ریزساختارهای دوفازی انجامیده است. تغییرات نانوسختی مارتنزیت با دماهای آنیل بین بحرانی به تغییرات محتوای کربن مارتنزیت مرتبط شد. با اعمال قانون مخلوط ها، مقادیر سختی محاسبه شده تطابق خوبی با مقادیر اندازه گیری شده داشت.

Investigation of Micromechanical Behavior of Ferrite and Martensite in Dual Phase Steels

The aim of this research was to investigate ferrite and martensite micromechanical behavior in dual phase (DP) steels. For this purpose, a low carbon steel with ferritepearlite initial structure was coldrolled up to 80% and annealed at 600 ordm;C for 20 min and subsequently water quenched. The final processing step involved heating to the intercritical annealing region and holding for 10 min at 760, 780, 800 and 820 ordm;C followed by water quenching. DP steels consisting different volume fractions of ferrite and martensite and different ferrite grain size were produced. Scanning electron microscopy was supplemented by energy dispersive spectroscopy (EDS) and nanoindentation test to follow microstructural changes and their correlations to the variation in phase's hardness. Nanoindentation study of ferrite and martensite hardening response in the DP microstructures showed that the average ferrite and martensite nanohardness has significantly increased from about 181 to 281 HV10mN and decreased from about 644 to 337 HV10mN with increasing intercritical annealing temperatures from 760 to 820 ordm;C, respectively. Higher intercritical annealing temperatures resulted in finer and harder ferrite grains in DP microstructures. Martensite nanohardness variation with intercritical annealing temperatures is related to change in its carbon content. By applying the rule of mixtures, the calculated hardness values meet well with the experimental values.