اثر افزودنی های زیركونیوم بروی درشت شدن دانه های آستنیت C-Mn و فولادهای میكرو آلیاژ
اثر افزودنی های زیركونیوم بروی درشت شدن دانه های آستنیت C-Mn
و فولادهای میكرو آلیاژ
خلاصه :
اقژثر كربونیتریدهای زیركونیوم روی رفتار زبر شدن یا درشت شدن دانه ای آستنیت در فولادهای HSLA میكرو آلیاژ شده Zr-Nb و zr كشته شده AL و فولادهای HSLA میكر آلیاژ شده Zr – Nb با نسبت های Zr / N (22-8/2) بررسی شده است و با نسبت های كربونیتیدهای حاوی Ti در فولادهای Ti - Nb و
Ti - Nb -Zr مقایسه شدند. مشاهدات TEM و تجزیه و تحلیل PEELS نشان داد. كه در فولادهای Zr-Nb و Zr با افزودنی های كم Zr (3/6- 8/2 = Zr /N) ذرات دارای Zr ، از جمله كربونیتیدریدهای بزرگ غنی از ZrN با سایزهای متغییر از mm100 تا چند میكرون و با شكل نا منظم بودند، در حالیكه با افزودنی های Zr زیاد (22-15= Zr/N) ، كه دو از استئولیومتری بودند (5/6= Zr/N) ، ذرات كروی زیر كربونیتریدهای Zr غنی از Zr (mm 100-10) با هم همراه با بسیاری كربونیتدریدهای بسیار بزرگ غنی از ZrC تشكیل شدند. علاوه بر این، فقط در فولادی با پایین ترین نسبت های Zr/N، یعنی 34/2 برای فولاد Zr 011/0 و 75/2 برای فولادهای Zr – Nb 022/0 . بخش عمده ای از AIN تشكیل شده بود. درشت شدن دانه ای آستنیت، بسیار تدریجی تر برای فولادهای Ti-Nb ، Ti-Nb-Zr و دارای zr زیاد ، مثبت شدند. به دلیل گیر كردن موثر دانه های آستنیت با كربونیتریدهای zr یا Ti-nb (mm100 <) . یك مدل باز داری رشد دانه ذره جدید توسط Gladman تهیه شد و برای برآورد اثر كربونیتیدیدهای Zr ریز روی رشد دانه ای آستنیت بكار رفت. یك همبستگی خوب با داده های آزمایشی مشخص گردید.
1- مقدمه:
طی 25 سال پیش، تأثیر مفید Zr روی كنترل شكل سولفید در فولادهای كربن مشاهده شد. جدیداً، افزودنی های Zr در فولاد ریل از لحاظ كنترل شكل سولفید و روی خصوصیات نژمكانیكی و چقرمگی فولادهای میكروآلیاژ شده Nd بررسی شده اند در اینجا، اضافه كردن Zr باعث بهترین تركیب استحكام و چقرمگی می شود. كار در استرالیا گزارش داد كه اضافه كردن Zr باعث تصفیه دانه ای در فولادهای میكروآلیاژ شده قالب می شود. نقش Al, Zr, Ti, B و W در فولادهای ساختمان قابل جوش تمیز شده و یژسرد شده در آلمان مكورد بررسی قرار گرفته است و نسبت Zr:N بزرگتر از 5/6 برای محافظت b توصیه شد. لا اینحال، مشخص خواهد شد كه هیچ بررسی جامعی از رسوب كربونیترید ZR در فولادها بعمل نیامده است. استفاده از ذرات برای محدود كردن رشد دانه، یك پدیده خوب مطرح شده است. اضافه از zr برای كنترل رشد دانه آستنیت، مختصراً در دهه 1960 مشخص گردیده اما كار جزعی برای بررسی مؤثر بودن عنصر صورت گرفت. علاوه بر این، پی بردن به واكنش های چند عنصری و مقایسه اثرات افزودنی های Zr روی رشد دانه های آسنتیت با اثرات افزودنی های Ti ، جالب توجه است.
2- مواد و جنبه آزمایشی
همه روقه های فولادی، بعد از حرارت مجدد تا C ْ1150 نورد كاری و كنترل شوند و بین c ْ800- 820 تا ضخامت mm16 نورد كاری و پرداخت شدند. اینكار در مركز تكنولوژی سوئد ، فولاد بریتانیا صورت گرفت. تركیبات شیمیایی فولادها در جدول 1 ارائه شدند. میكروساختمان ها با متالوگرافی و با میكروسكپ الكترونی انتقال تحلیلی تحقیق و مورد بررسی قرار گرفتند.
جدول 1- تركیب شیمیایی فولادها
رو نوشت های استخراج آلومینیوم و كربن، با متود استاندارد آماده شدند و رسوب های استخراج شده با استفاده ار یك TEM 400- EM فیلیپس تنظیم شده با سیستم EDAX تجزیه و تحلیل شدند، یك ردیاب ECON برای تشخیص و تمایز نیتریدها از اكسیدها بكار برده شده برای پی بردن به اثر محتوا و مقدار Zr و نسبت Zr/N روی تركیب كربونیتریدهای Zr پارامترهای شبكة رسوب ها در فلزات از منطقه انتخاب شده الگوه های انسكار الكترونی (SAEI) محاسبه شدند. الگوهای حلقه از رونوشت AL بصورت كالیبراسیون داخلی برای محاسبه پارامتر شبكه رسوب ها بكار رفتند و خطا به 5/0% محدود شد. سایز كربونیتریدها در بزرگنمایی از
100000- 10000 برابر واقع در محك در TEM و یا از میكروگرافت های TEM اندازه گیری شد. یك میكروسكپ VG 5HB مجهز به اسپكترومتر PEELS 66 GATAN برای آشكار سازی n.C بكار رفت. برای خنثی كردن یك ویژگی c از رونوشت C، طیف ها از ذرات معلق در لبه سوراخ ها و ترك های موجود در فیلم نازك ثبت شدند.