اثر زمان آستنیته‌کردن بر قابلیت ماشین‌کاری چدن نشکن با زمینه دوفازی فریتی- مارتنزیتی

در این تحقیق برای دستیابی به چدن گرافیت کروی دوفازی فریتی مارتنزیتی با قابلیت ماشین کاری بهینه، اثر زمان آستنیته کردن جزئی بر این ویژگی بررسی شده است. ابتدا چدن نشکن فریتی غیرآلیاژی با ریخته گری تهیه شد. سپس ساختار زمینه با حرارت دهی در دمای °c900 به مدت 5 تا 25دقیقه و کوئنچ در آب، به ساختار دوفازی فریتی مارتنزیتی تبدیل شد. سختی نمونه ها با روش سختی سنجی برینل تعیین شد. قابلیت ماشین کاری نمونه های ریختگی با زمینه فریتی و نمونه های با ساختار دوگانه با اندازه گیری زبری سطح و نیروی برش مماسی بررسی شد. مطابق نتایج به دست آمده وابستگی درصد حجمی مارتنزیت به زمان آستنیته کردن مطابق مدل جانسون مل اورامی بود. با افزایش زمان آستنیته جزئی تا 12دقیقه و به تبع آن سختی تا bhn 168، زبری سطح افزایش و نیروی برش مماسی کاهش یافت. زبری سطح نمونه دوفازی به دست آمده با آستنیته به مدت 12دقیقه (حاوی حدود 30% فاز مارتنزیت)، مشابه نمونه فریتی بود اما نیروی برش مماسی آن 16% تا 20% و توان برش ویژه نیز 15% تا 23% کمتر بود. وابستگی نیروی برش مماسی به نرخ پیشروی به صورت یک رابطه توانی با توان 0/77 و 0/73به ترتیب برای نمونه دوفازی فریتی مارتنزیتی و نمونه ریختگی فریتی تعیین شد.

Influence of Austenitizing Time on Machinability of Ductile Cast Iron with Ferrite-Martensite Dual Phase Matrix

In this research, the effects of partially austenitising time on the machinability of spheroidal graphite (SG) cast iron with ferritemartensite dual matrix structure (DMS) were investigated to optimize its machinability. Specimens with nonalloy ferrite matrix structure were prepared by the casting process. Then the specimens were austenitized at temperatures of 900 oC at various times (5 to 25 min) and subsequently quenched into the water to produce DMS with martensite volume fractions. The Brinell hardness test method was used to determine the hardness of specimens. The machinability of the workpieces with ferrite and dual structures were investigated by measuring the surface roughness and primary cutting force. According to the results, the JohnsonAvram kinetic model was valid for correlation between the martensite volume fraction and autenitising time. The surface roughness was increased and the cutting force was decreased with increasing austentising time to 12 min, and consequently, with increase the hardness to 168 BHN. The heating at 900 oC for 12 min resulted in 1620% and 1523% improvement on the cutting force and specific cutting power, respectively, when compared to ascast specimen, while the surface quality remained at the same level. The cutting force was correlated with feed rate as a power model with exponents of 0.77 and 0.73 for DMS (with 30% martensite) and ferritic ascast samples, respectively.