عنوان :
بررسي تغييرات فازي، ريزساختاري و خواص مكانيكي فولاد فنر 55Cr3 در سيكل هاي عمليات حرارتي مختلف
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[ده]،81 ص..: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
فولاد فنر , بازپخت , ريزساختار , خواص مكانيكي , عمليات حرارتي , فولاد 55Cr3
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/02/11
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/02/19
چكيده فارسي :
فولاد هاي فنر فولادهايي هستند كه كاربردهاي حساس و پيشرفته در صنايع مختلف از جمله موتورهاي صنعتي و تجهيزات هواپيما و سيستم تعليق خودرو، فنرها و قطعات ماشينآلات صنعتي دارند. اين دسته از فولاد¬ها داراي استحكام بسيار بالا، انعطافپذيري و سختيپذيري بالا هستند. در اين پژوهش به بررسي سيكلهاي مختلف عمليات حرارتي فولاد فنر55Cr3 كه در توليد آويزهاي فنري كاربرد دارند پرداخته شده است. در اين پژوهش نمونه¬ها ابتدا در دماي 850 درجه سانتيگراد با نرخ 30 درجه بر دقيقه به مدت 30 دقيقه آستنيته شده، سپس در سه محيط متفاوت آب، روغن و هواي فشرده در دماي 30 درجه سانتيگراد سرد شده و پس از آن در سه دماي مختلف 350 و 450 و 550 درجه سانتيگراد بازپخت روي آنها صورت گرفت. ريزساختار نمونهها با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني بررسي و خواص مكانيكي نمونهها با استفاده از آزمايش كشش، سختيسنجي و آزمايش ضربه مورد ارزيابي قرار گرفتند. علاوه بر اين سطوح شكست نمونههاي حاصل از آزمايش استحكام كششي توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي شكستنگاري شدند. نتايج بررسي¬ها نشان داده است كه با افزايش دماي بازپخت مقدار سختي در روغن از حدود Hb500 تا حدود Hb350 كاهش پيدا كرده است، استحكام از حدود MPa1700 تا حدود MPa850 كاهشيافته و انعطاف¬پذيري و چقرمگي افزايشيافته، همچنين درصد ازدياد طول از حدود 4 درصد تا حدود 10 درصد و انرژي ضربه از حدود J10 تا حدود J 45 افزايشيافته است. همچنين درصد ازدياد طول و انرژي ضربه با افزايش دماي بازپخت بهبوديافته ¬است. سطوح شكست از حالت ترد به نيمه ترد و نرم با افزايش دماي بازپخت تغيير شكل داده¬است. همچنين اين نتيجه حاصل شد كه محيط روغن بهترين محيط براي كوئنچ اين فولاد فنر است و بهترين محدوده دماي بازپخت بين 550 -450 درجه سانتي¬گراد است. محيط آب به دليل حساسيت نسبي فولاد به ترك و سردشدن در هواي فشرده به دليل نتايج ضعيف خواص مكانيكي براي كوئنچ فولاد 55Cr3 مناسب نيستند.
چكيده انگليسي :
Spring steels are widely used in advanced applications such as industrial engines, aircraft equipment, car suspension systems, springs and industrial machine parts. This category of steel has very high strength, flexibility and hardness. In this research, various heat treatment cycles of 55Cr3 spring steel, which are used in the production of spring hangers, have been investigated. In this research, the samples were first austenitized at a temperature of 850 Cᵒ for 30 minutes. The steels then were cooled in three different media i. e. water, oil and compressed air. After that, the quenched steels were tempered at 350, 450, and 550 Cᵒ. The microstructure of the samples was investigated using optical microscope and field emission scanning electron microscope. Also, the mechanical properties of the samples were evaluated using tensile test, hardness test and charpy impact test. In addition, the fracture surfaces of the fractured samples were examined by a scanning electron microscope. It was found that with the increase of the tempering temperature, the hardness value of the oil quenched samples have been decreased from about 500 Hb down to about 350 Hb and the tensile strengths have been decreased from about 1700 MPa to about 850 MPa. Also, the toughness of these samples has been increased, as well as the elongation from about 4% to about 10%. In addition, the impact energy increases from about 10 J to about 45 J. The fracture surfaces changed from brittle to semi-brittle and ductile with increase in tempering temperature. It was also concluded that the oil media is the best environment for quenching this kind of spring steel and the best tempering temperature range is between 450-550 Cᵒ. Water media is not suitable for quenching 55Cr3 steel due to the relative susceptibility of steel to cracking and cooling in compressed air due to poor results of mechanical properties.
استاد راهنما :
علي شفيعي , محمود منيرواقفي
استاد مشاور :
حسين مستعان
استاد داور :
احمد رضائيان , محمود منيرواقفي