بررسی اثر عملیات حرارتی همدمای دما پایین بر خواص مکانیکی و چقرمگی شکست ورق فولاد فوق مستحکم Aisi 4340

امروزه استفاده از فولادهای فوق مستحکم به دلیل استحکام ویژه ی بالا (نسبت استحکام به وزن) در صنایع حساس و استراتژیک کشور مانند خودروسازی کاربرد فراوانی پیدا کرده است. از میان فولادهای فوق مستحکم، کاربرد فولادهای فوق مستحکم کم آلیاژ کربن متوسط ، به دلیل دارا بودن مزایایی مانند جوش پذیری مناسب، هزینه ی تولید نسبتاً کم و قابلیت دسترسی آسان، در حال گسترش می باشد. مهمترین محدودیت کاربردی این فولادها، درصد ازدیاد طول، انرژی ضربه و چقرمگی شکست پایین در مقادیر استحکام تسلیم بالاتر از mpa1300 است. ریزساختارهای دو فازی بینیت پایینی/مارتنزیت، قابلیت ترکیب همزمان استحکام و درصد ازدیاد طول بالا را در این فولادها دارند. در تحقیق حاضر، تحولات ریزساختاری ناشی از عملیات حرارتی همدمای دما پایین ورق با ضخامت 4 میلی متر بر خواص مکانیکی کششی و انرژی ضربه ی ورق فولاد پرکاربرد aisi 4340 بررسی شده است. عملیات حرارتی همدمای دما پایین در دمای 340 درجه سانتی گراد به مدت زمان های مختلف برای حصول ریزساختارهای دوفازی بینیت پایینی/مارتنزیت انجام شد. پس از ارزیابی تحولات ریزساختاری، خواص مکانیکی کششی و انرژی ضربه ی نمونه های عملیات حرارتی شده و تحلیل داده های بدست آمده، نمونه ی با زمان دگرگونی 30 دقیقه، به دلیل برخورداری از ساختار مخلوط مارتنزیت و بینیت با توزیع یکنواخت کاربیدها و مقادیر استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، درصد ازدیاد طول، انرژی ضربه و چقرمگی شکست محاسبه شده به ترتیب mpa،1380mpa 1490 ،12.5 درصد، j 52 وmpa√m 118 به عنوان نمونه ی بهینه از نظر خواص مکانیکی کششی و چقرمگی شکست انتخاب گردید.

Evaluation of the effect of low temperature low temperature isothermal heat treatment on mechanical properties and fracture toughness of AISI 4340 ultra high strength steels sheet

AbstractNowadays, the use of ultra high strength steels has been used extensively in the country’s sensitive and strategic industries such as defense, nuclear, aerospace and automotive industries due to it’s high special strength (strength to weight ratio). Among the ultra high strength steels, the use of ultra high medium carbon low alloy steels in sensitive structures such as pressure vessels, solid fuel rocket motor shell, some component of pumps, landing gear, gears and fittings are expanding because of their advantages such as weldability and proper formability, relatively low production costs and easy accessibility. The most important limitations of these steels are elongation, impact energy and low fracture toughness in yield strength higher than 1300MPa. Lower bainite/martensite two phase microstructures have the ability to simultaneously combine strength and high elongation in these steels. Therefore, in the present study, the microstructural evolution of low temperature austempering heat treatment on tensile mechanical properties and impact energy of AISI 4340 steel sheet has been investigated. After evaluation and analysis parameters such as microstructural evolutions, tensile mechanical properties and impact energy of heat treated samples, the sample with 30 minutes transformation time, due to the mixed structure of martensite and lower bainite and having the yield strength, ultimate tensile strength, elongation, impact energy and calculated fracture toughness, 1380MPa, 1490MPa, 12.5%, 52J and 118MPa√m respectively, was selected as the optimum sample in terms of mechanical properties and fracture toughness.