فولاد مارایجینگ

...دانلود...

فولاد مارایجینگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

فولاد مارایجینگ

فولاد مارایجینگ از آلیاژهای آهنی می باشد که بدلیل دارا بودن استحکام بالا بدون از دست دادن قابلیت چکش خواری، معروف است. آهن با مقادیر بالای نیکل آلیاژ می شود تا محصول عملیات حرارتی شده بسیار ویژه ای تولید گردد. دیگر عناصر آلیاژی مهم عبارت اند از مولیبدن، آلومینیوم، مس و تیتانیم که برای ایجاد ترکیبات بین فلزی افزوده می شود. کبالت حدود 12 درصد برای افزایش سرعت واکنش رسوب سختی و نیز یکنواختی و افزایش میزان رسوبات اضافه می شود. فولاد مارایجینگ ذاتاً فاقد کربن می باشد و این خصیصه ای است که آن را از سایر فولادها متمایز می سازد. نتیجه این موارد محصولی است شرایط زیر را داراست:

استحکام و چقرمگی بالا

قابلیت ماشینکاری آسان با کمترین اعوجاج

تغییر ابعاد یکنواخت در حین عملیات حرارتی

نیتریدایز آسان

مقاومت به خوردگی و انتشار ترک

قابلیت پلیش عالی

این فولاد جزء کلاس فولاد کم کربن با استحکام فوق بالا دسته بندی می شود که استحکام آنها بدلیل کربن نیست بلکه بدلیل رسوب ترکیبات بین فلزی می باشد. ایده توسعه این آلیاژها از فولادی با 25-20 درصد نیکل که مقادیر اندکی آلومینیم، تیتانیم و نایوبیم داشت ایجاد شد. نمونه شناخته شده این آلیاژ که گرید زنگ نزن نمی باشد دارای 19 درصد نیکل، 12-8 درصد کبالت، 5-3 درصد مولیبدن و 6/1-2/0 درصد تیتانیم است. گرید زنگ نزن وابسته به عنصر کروم می باشد البته نه تنها به دلیل جلوگیری از زنگ زدن بلکه بدلیل تقویت قابلیت سختی پذیری آلیاژ که با وجود نیکل کاهش یافته است. این مورد تغییر فاز به مارتنزیت را در حین عملیات حرارتی تسهیل می کند. برخلاف آلیاژهای پرکروم که مارتنزیتی هستند، آلیاژهای با درصد نیکل بالا دارای ساختار اوستنیتی بوده و توانایی استحاله مازتنزیتی در آنها وجود ندارد.

خواص و ویژگیهای آلیاژ

بهترین ترکیب ممکن از استحکام تسلیم و استحکام کششی فوق بالا بهمراه چکش خواری و چقرمگی بالا در بین آلیاژهای آهنی موجود.

توانایی حفظ استحکام تا حداقل 350 درجه سانتیگراد

بدلیل دارابودن مارتنزیت کم کربن، دارای ساختار انعطاف پذیر می باشد. این آلیاژ پیش از عملیات پیرسازی می تواند 90-80 درصد تغییر شکل توسط نورد سرد را بدون ایجاد ترک تحمل کند (تغییر شکل نیز بهمین ترتیب ممکن است) .

قابلیت ماشینکاری پیش از عملیات پیرسازی. تغییر ابعاد بسیار کم پس از عملیات پیرسازی

قطعات دارای سختی یکنواخت در تمام سطح مقطع می باشند که دلیل قابلیت سختی پذیری بالای آلیاژ می باشد.

بدلیل سیکل عملیات حرارتی نسبتاً ساده، کمترین اعوجاج در قطعه ایجاد می شود.

قابلیت جوشکاری خوب. خواص منطقه جوش (HAZ) با عملیات حرارتی پس از جوشکاری قابل بازگشت است.

بدلیل شکل گیری مارتنزیت انعطاف پذیر FeNi در حین انجماد، ترک شکل نمی گیرد و یا قابل اغماض است.

قابلیت سختی سطحی توسط نیتروره کردن را داراست.

کربن پایین، که در نتیجه آن مشکل دکربوره شده سایر فولادها در آن دیده نمی شود.

مقاومت به خوردگی، خوردگی تنشی و تردی هیدروژنی از ویژگیهای این آلیاژ می باشد.

قابلیت حفاظت توسط پوشش کادمیم یا فسفاته کردن.

سیکل عملیات حرارتی

آلیاژ ابتدا در دمای 820 درجه سانتیگراد بمدت 30-15 دقیقه برای مقاطع نازک و یک ساعت به ازای هر 25 میلیمتر برای مقاطع بزرگ تر، آنیل می شود تا ساختار کاملاً اوستنیتی ایجاد گردد. سپس آلیاژ تا دمای محیط در هوا خنک می شود تا ساختار مارتنزیتی آهن نیکل شکل گیرد. در ادامه عملیات حرارتی ثانویه پیرسازی روی آلیاژ انجام می شود. سیکل عملیات پیرسازی برای آلیاژهای متداول تجاری 3 ساعت در دمای 500-480 می باشد تا پراکندگی یکنواختی از ترکیب بین فلزی Ni 3 (X,Y) در طول نابجاییهای حاصل از تشکیل مارتنزیت ایجاد شود که در این ترکیب، X و Y عناصر محلول هستند که بمنظور ایجاد رسوبات اضافه شده اند که از جملهٔ آنها می توان به مولیبدن، تیتانیم، آلومینیم، مس، سیلیسیم و.. اشاره کرد. ترکیبات جدیدتر فولادهای مارایجینگ ترکیبات استوکیومتری بین فلزی و همچنین روابط کریستالوگرافی دیگری را بین تیغه های مارتنزیت نشان داده است که شامل شبکه رومبوهدرال و کمپلکس بزرگ Ni 50 (X,Y,Z) 50 می شود. Overaging موجب کاهش خواص آلیاژ خواهد شد. در این فرایند رسوبات همبسته و شبه پایدار در جهت کاهش انرژی حل شده و به یکدیگر می پیوندند. به عبارت دیگر رسوبات کوچک تر حل شده و به سمت روسوبات بزرگ تر نفوذ می کنند. در نهایت در ساختار رسوبات نیمه همبسته با ترکیب Fe 2 Ni/Fe 2 Mo ایجاد خواهد شد. عملیات حرارتی بیش از حد موجب حذف مارتنزیت از ساختار و تبدیل آن به اوستنیت می شود.

کاربرد

استحکام و چکشخواری فولاد مارایجینگ پیش از عملیات پیرسازی این امکان را می دهد که به پوسته های نازک تغییر شکل داده شود که آن را برای استفاده در پوستهٔ راکت و موشک مناسب می سازد. در صورت استفاده از این آلیاژ بجای سایر فولادها در راکت و موشک، بدلیل نسبت استحکام به وزن بالای این آلیاژ، وزن محصول کاهش قابل توجهی خواهد داشت. فولادهای مارایجینگ دارای خواص میکروساختاری بسیار پایداری می باشند و در صورت Overaging به دلیل دمای کاری بالا، بکندی نرم می شوند. این آلیاژها در شرایط دمایی مناسب خواص خود را کاملاً حفظ کرده و در دمای کاری بالای 400 بیشترین عمر سرویس را داراست. این آلیاژها بیشتر برای قطعات داخلی موتورها مورد استفاده قرار می گیرند که از این جمله می توان به میل لنگ و دنده ها که در شرایط گرم کار می کنند، اشاره کرد. سوزن آتش اسلحه های اتوماتیک که دارای سیکل گرم و سرد شدن کوتاه و نسبتاً سریع، هم زمان با اعمال نیرو و ضربه می باشند از دیگر

...دانلود...
لینک کمکی