استحکام بخشی فولاد کم کربن AISI ۱۰۲۰ از طریق ایجاد ساختار فوق ریزدانه در آن با استفاده از روش ECAP

فولاد کم کربن AISI۱۰۲۰ علی رغم برخورداری از ماشینکاری عالی. استحکام تسلیم پایینی داشته و محتوای اندکاستفاده از مکانیزم ریز کردن اندازه دانه با روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید از جمله ECAP بعنوان یک راه حل کاملاموثر برای افزایش استحکام و سختی مواد فلزی شناخته می شود. در پژوهش حاضر فرآیند ECAP به تعداد ۱۰پاس درقالبی با زاویه کانال ۱۰۵ درجه و در دمای ۳۰۰˚C بر روی فولاد AISI۱۰۲۰ انجام شد. ریز ساختار قبل و بعد از ECAPدر دو مقیاس مختلف با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده گردید. ارزیابی خواص مکانیکی باآزمایش کشش و میکروسختی سنجی صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که با اعمال ۱۰ پاس ECAP ریزساختاریفوق ریزدانه با مخلوطی از دانه های هم محور و کشیده به ترتیب با میانگین اندازه دانه و پهنای ۳۲۰ و ۲۷۰ نانو متر درفولاد مذکور تشکیل می شود. علاوه بر آن تحلیل پروفیل پیک های اشعه ایکس نمونه ECAP شده نشان می دهد که درداخل دانه های اصلی، سلول های نابجایی و دانه های فرعی با میانگین اندازه حدود ۱۴۳ نانومتر تشکیل شده اند. در زمینهخواص مکانیکی, ثابت شد که ECAP در بهبود استحکام و سختی فولاد بسیار موثر بوده و باعث افزایش ۴ برابری استحکامتسلیم از ۲۸۰MPa به ۱۱۰۰MPa و افزایش ۳/۲ برابری سختی از ۱۲۵ به ۳۹۵ ویکرز می گردد. در همین حال فولادمذکور انعطاف پذیری قابل قبولی به اندازه εf=۱۴/۸% در این سطوح بالای استحکام از خود نشان داد.

کلیدواژه ها:

فولاد ECAP ، AISI۱۰۲۰ ، فوق ریزدانه ، TEM ، وارن آورباخ