• میهن فولاد

فولادهای ساختاری پیشرفته: قسمت دوم

فولادهای ساختاری پیشرفته: قسمت دوم
در طی تغییر شکل حرارتی ، دو فرآیند متضاد همزمان رخ می دهد : افزایش تراکم جابجایی به دلیل تغییر شکل پلاستیک و کاهش تراکم جابجایی به دلیل تبلور مجدد. مکانیسم تبلور مجدد هسته سازی ساختار و رشد غیر اصلاح شده است. مکانیسم اصلی سرکوب تبلور مجدد کاهش نرخ یا حتی محاصره کامل هسته و / یا دانه و تحرک مرز زیرشاخه ای است.

فولادهای فرآیند کنترل حرارتی
ابتدا در مقیاس آزمایشگاهی و بعداً در مقیاس کامل صنعتی ، گروههای فولادی کاملاً جدید معرفی شده اند که با Nb، Ti، V، Zr، B و غیره آلیاژ شده اند. در این فولادها با افزودن مقادیر بسیار کمی از عناصر آلیاژ ، افزایش زیادی در قدرت حاصل شده است. از آنجا که افزودن عناصر آلیاژی در سطح بسیار پایینی است ، این فولادها معمولاً فولادهای میکرو آلیاژ نامیده می شوند. این نام به طور سنتی مربوط به فولادهای کم کربن کم استحکام شده با آلیاژ Nb و / یا V بوده است. بنابراین ، به نظر می رسد تعریف مناسب این باشد که فولادهای میکرو آلیاژی از فولادهایی هستند که در آنها افزودن اندک عناصر آلیاژی منجر به پالایش شدید دانه و / یا سخت شدن بارش به دلیل بارش کاربیدهای پایدار ، نیتریدها یا کربنیتیدها می شود.
امروزه ، این فولادها با Nb و / یا V و / یا Ti آلیاژ شده اند ، در کل 0.15 درصد است. به منظور کنترل اندازه دانه در HAZ (منطقه تأثیر گرما) یعنی برای جلوگیری از رشد دانه و از بین رفتن استحکام و مقاومت ، معمولاً مقدار Ti به 0.015٪ محدود می شود. ذرات TiN در طول جامد شدن تشکیل می شوند و مرزهای دانه آستنیتی را پوشش می دهند. انحلال آنها فقط در دماهای نزدیک به نقطه ذوب اتفاق می افتد.
استفاده انبوه و ساخت فولادهای میکرو آلیاژی بویژه با تولید تجاری آلیاژهای آهنی مانند FeNb همراه است. انگیزه های اصلی برای تولید فولادهای میکرو آلیاژی عبارتند از:
•    افزایش قابل توجه قدرت ، منجر به کاهش وزن ساخت و ساز یا افزایش ظرفیت حمل می شود.
•    عملیات حرارتی
•    تقاضا در بازار جهانی برای فولادهایی با قابلیت جوشکاری مناسب برای خطوط لوله ، که در آن نمی توان از روش "سنتی" برای افزایش استحکام توسط آلیاژ سنگین تر و محتوای کربن استفاده کرد.
ریزساختار فولادهای میکرو آلیاژ پس از کار گرم به طور معمول ریز دانه است و از دانه های فریت (α) کوچک و همگن تشکیل شده است. مقدار کمی سیمانیت نیز وجود دارد (از فولادهای مروارید کم نیز استفاده می شود) ، همراه با ذرات کربنیتیدید پراکنده خوب که فقط در میکروسکوپ الکترونی مشاهده می شود.
در حین نورد گرم ، تعداد زیادی از مکانهای ترجیح داده شده برای هسته سازی دانه های α در خنک شدن زیر دمای Ar3 فراهم می شود. مکانهای مرجع جابجایی ، مرزهای دانه و زیر دانه ، دوقلوهای تغییر شکل و باندهای تغییر شکل هستند. آنها مانع پرانرژی برای هسته را کاهش می دهند و تعداد آنها به طور مستقیم به رژیم حرارتی کاربردی و فشار کلی بستگی دارد.
در طی تغییر شکل داغ ، دو فرآیند مخالف به طور هم زمان اتفاق می افتد:
افزایش تراکم جابجایی به دلیل تغییر شکل پلاستیک و کاهش تراکم جابجایی به دلیل تبلور مجدد. مکانیسم تبلور مجدد هسته سازی ساختار و رشد بدون شکل است. مکانیسم اصلی با توجه به وجود عناصر آلیاژی در محلول جامد (نورد مداوم نورد - بارهای کوتاه داخل قطعه ، عدم وجود بارش) یا رسوب (نورد معکوس - بارهای طولانی در قطب داخلی ، بارش فراوان). سرکوب تبلور مجدد کاهش نرخ یا حتی محاصره کامل هسته و / یا تحرک مرز و دانه و زیر مغز است.