اﺛﺮ آستمپرینگ دما پایین ﺑﺮ ساختار، خواص مکانیکی و سایشی فولاد AISI 52100

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• مجید طاووسی ¹
• مهرداد نوربخش ²
• سید رحمان حسینی ¹

¹ دانشگاه صنعتی اصفهان

² دانشگاه صنعتی مالک اشتر

10.22067/ma.v30i1.50300

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی اﺛﺮ دﻣﺎ و زمان فرایند آستمپرینگ بر خواص ساختاری و مکانیکی فولاد AISI 52100 می‌باشد. در این راستا در نمونه‌ها آستنیته شده و سپس عملیات آستمپرینگ در شرایط مختلف دنبال شد. بررسی‌های فازی، ساختاری و مکانیکی توسط پراش سنج پرتوایکس، میکروسکپ الکترونی روبشی، آزمون کشش و سایش انجام شد. نتایج نشان داد که در دمای آستمپرینگ بالاتر از 250 درجه‌ی سانتی‌گراد، استحکام و درصد ازدیاد طول به ترتیب به بیش از 2000 مگاپاسکال و 7 درصد می‌رسد. استحکام و انعطاف‌پذیری با افزایش دما به ترتیب به حدود 1808 مگاپاسکال و 3 درصد کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

• فولاد نانوساختار
• بینیت
• ISI 52100
• آستمپرینگ کنترل‏شده
• استحاله هم‏دما

---

عنوان مقاله [English]

The Effect of Low Temperature Austempering on Microstructure, Mechanical and Wear Properties of AISI 52100 Steel

نویسندگان [English]

• Majid Tavoosi ¹
• Mehrdad Norbakhsh ²
• Sayed Rahman Hosseini ¹

¹ IUT

² MUT

چکیده [English]

The goal of this study was to develop nano/ultrafine bainitic microstructure in AISI 52100 steel. For this purpose, the specimens were austenitized, followed by austempering treatment at different temperatures and times. Austempered samples were characterized using field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction and  tension and wear tests. The results showed, at austempering temperature up to 250oC, the strength and ductility reached 2000 MPa and 7%, respectively. By further increasing the austempering temperature, the strength and ductility were simultaneously reduced (to about 1808MPa and 3%).
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Nanostructured steel
• Bainite
• AISI 52100
• Controlled austempering
• Isothermal transformation

مراجع

1. Burrier H., "ASM Handbook: Properties and Selection of Iron Steels and High Performance Alloys", ASM International, USA, (1987).

2. Weber H., Laird W.J., "ASM Metals Handbook: Martempering of Steel", ASM International, USA, (1991).

3. Chandler H., "Heat Treaters Guide: Practices and Procedures for Irons and Steels", ASM International, USA, (1995).

4. Caballero F.G., Bhadeshia H.K.D.H., Mawalla K.J.A., Jones D.G., Brown P., "Very strong low temperature bainite", Materials Science and Technology, Vol. 18, pp. 279-284, (2002).

5. Whang S.H., "Nanostructured Metals and Alloys, Processing, Microstructure, Mechanical Properties and Applications", Woodhead Publishing Limited, USA, (2011).

6. Caballero F.G., Bhadeshia H.K.D.H., "Very strong bainite", Current Opinions in Solid State Materials Science, Vol. 8, pp. 251-257, (2004).

7. Mateo C.G., Caballero F.G., Bhadeshia H.K.D.H., "Development of hard bainite", ISIJ International, Vol. 43, pp. 1238-1243, (2003).

8. Bhadeshia H.K.D.H., “Nanostructured bainite”, Mathematical Physical and Engineering Science, Vol. 466, pp. 3-18, (2009).

9. Timokhina I.B., Beladi H., Xiong X.Y., Adachi Y., Hodgson P.D., “Nanoscale microstructural characterization of a nanobainitic steel”, Acta Materialia, Vol. 59, pp. 5511-5522, (2011).

10. Krishna P.V., Srikant R.R., "Effect of austempering and martempering on the properties of AISI 52100 Steel", ISRN Tribology, Vol. 11, pp. 1-6, (2013).

11. Akbasoglu F.C., Edmonds D.V., "Rolling contact fatigue and fatigue crack propagation in 1C-1.5Cr bearing steel in the bainitic condition", Metallurgical Transactions A, Vol. 21, pp. 889-893, (1990).

12. Beswick J., "Fracture and fatigue crack propagation properties of hardened 52100 steel", Metallurgical Transactions A, Vol. 20, pp. 1961-1973, (1989).

13. Chakraborty J., Bhattacharjee D., Manna I., "Austempering of bearing steel for improved mechanical properties", Scripta Materialia, Vol. 59, pp. 247-250, (2008).

14. Zhao J., Wang T.S., Lv B., Zhang F.C., "Microstructures and mechanical properties of a modified High-C-Cr bearing steel with nano-scaled bainite", Materials Science & Engineering, Vol. 23, pp. 325-341, (2014).

15. Cullity B.D., "Elements of X-ray Diffraction", Addison-Wesley Publishing Company, London, (1956).

16. Das S., Haldar A., “Continuously cooled ultrafine bainitic steel with excellent strength–elongation combination”, Metals & Materials Society and ASM International, Vol. 66, pp. 23-31, (2014).

17. Avishan B., Yazdani S., Hossein-Nedjad S., “Toughness variations in nanostructured bainitic steels”, Materials Science and Engineering A, Vol. 548, pp.106-111, (2012).

18. Sharma S., Sangal S., Mondal K., “Development of new high-strength carbide-free bainitic steel”, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 42, pp. 3921-3933, (2011).

19. سلطانمرادی ، “بررسی اثر زمان نگهداری در دمای عملیات برودتی بر ساختار میکروسکپی و خواص مکانیکی فولاد “AISI 52100، پایان‏نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد (شناسایی و انتخاب مواد فلزی)، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، (1392).