متغیرهای مرتبط با تمپرینگ که بر ریزساختار و خصوصیات مکانیکی یک فولاد تمپرشده تأثیر می‌گذارند چیست؟
3503037#5
متغیرهای مرتبط با تمپرینگ که بر ریزساختار و خصوصیات مکانیکی یک فولاد تمپرشده تأثیر می‌گذارند عبارتند از: فرایند تمپرینگ وابستگی زیادی به رابطه دما و زمان دارد. انتخاب نامناسب این متغیرهای فرایند می‌تواند باعث تردی ناشی از تمپرینگ، تنش زدایی ناکارامد، خواص مکانیکی نامطلوب، و تبدیل آستنیت باقی مانده شود. دما و زمان همچنین متغیرهای وابسته به هم هستند. در داخل محدوده، کاهش دما و افزایش زمان می‌تواند نتایج مشابهی با افزایش دما و کاهش زمان داشته باشد. با این حال باید توجه داشت که تغییرات جزئی در دما می‌تواند تأثیر زیادی بر روی فرایند تمپرینگ داشته باشد در حالیکه تغییرات جزئی در زمان تأثیر چندانی بر روی فرایند ندارد.
برگشت دادن
3503037#9
عامل دیگری که می‌تواند بر روی خواص فولاد تمپرشده تأثیر بگذارد، نرخ خنک سازی از دمای تمپرینگ است. با اینکه خصوصیات کششی با نرخ خنک سازی ارتباطی ندارد، در صورتی که فولاد به آهستگی از محدوده دمای ۴۵۰–۶۰۰ درجه سلسیوس خنک کاری شود، چقرمگی (که با آزمون ضربه میله شیاردار اندازه گرفته می‌شود) مخصوصاً در فولادهای حاوی عناصر تشکیل دهنده کاربید، ممکن است کاهش یابد. تغییر طول و کاهش در سطح مقطع نیز ممکن است تحت تأثیر قرار بگیرد. به این پدیده "تردی ناشی از تمپرینگ" گفته می‌شود.
برگشت دادن
3503037#1
در یک فولاد که توسط کوئنچ کردن ریزساختاری عمدتاً مارتنزیتی در آن ایجاد شده‌است، شبکه کریستالی آهن ساختاری مکعب مستطیلی مرکز-بدنی به شدت کشیده شده دارد (مارتنزیت) و دارای اتم‌های کربن بینابینی است، و همین موضوع باعث بالا رفتن سختی فولادهای کوئنچ شده، می‌شود. در هنگام گرم شدن، اتم‌های کربن به راحتی پخش شده و در مراحل مختلفی واکنش می‌دهند تا در نهایت کاربید آهن (FeC) یا سایر کاربیدهای آلیاژی در یک ماتریس فریتی شکل بگیرد که با گذشت زمان تنش آن کاهش می‌یابد. خواص فولاد تمپرشده در درجه اول از روی اندازه، شکل، ترکیب و توزیع کاربیدهای تشکیل شده، تعیین می‌شود، البته سختکاری محلول-جامد فریت نیز سهم نسبتاً کمی در خواص فولاد تمپر شده دارد. این تغییرات در میکروساختار باعث کاهش سختی، استحکام تسلیم، و استحکام نهایی شده، اما چقرمگی و شکل‌پذیری را افزایش می‌دهد.
برگشت دادن
3503037#6
مانند بسیاری از فرایندهای عملیات حرارتی دیگر، «درجه حرارت تمپرینگ» بسیار مهم‌تر از «زمان تمپرینگ» است. توزیع و اندازه کاربیدها به شرایط تمپرینگ بستگی دارد. به عنوان مثال، در دماهای تمپرینگ پایین، ریزساختار هنوز مارتنزیتی است، و ساختار سوزنی (acicular needle) آن، با شروع کاربیدها، از نوک آن شروع به گرد شدن می‌کند. در مقابل، یک ماتریس فریتی با پراکندگی خوب کاربیدها نتیجه نهایی تمپرینگ دما-بالا است. از ریزساختار حاصل اغلب به عنوان «مارتنزیت تمپرشده» یاد می‌شود با اینکه ریزساختار فولادهای تمپرشده معمولاً حاوی مارتنزیت نیست.
برگشت دادن
3503037#8
همان‌طور که از داده‌های جدول نیز مشهود است، افزایش دمای تمپرینگ باعث کاهش سختی هم در فولادهای کربنی و هم در فولادهای آلیاژی می‌شود. برخلاف مارتنزیت (که در آن فقط درصد کربن بر روی سختی مارتنزیت تأثیر می‌گذارد)، سختی فولاد آلیاژی کوئنچ و تمپر شده بیشتر از سختی فولاد کربنی کوئنچ و تمپرشده با همان درصد کربن است. تمپرکردن فولادهای آلیاژی خود می‌تواند باعث تولید کاربیدهای آلیاژی شود که حتی از کاربیدآهن (Fe3C) موجود در فولادهای کربنی نیز سخت‌تر هستند. چقرمگی در دمای تمپرینگ بالاتر نیز بهبود می‌یابد، اگرچه در درجه حرارت متوسط یک افت در چقرمگی برای فولادهای کربنی و آلیاژی کاملاً شناخته شده وجود دارد.
برگشت دادن
4936337#5
ریزساختار سختکاری شده یک فولاد ابزاری متداول، شامل زمینه ای از مارتنزیت تمپرشده حاوی پراکندگی‌های مختلفی از آهن و کاربیدهای آلیاژی است. وجود درصد بالایی از کربن یا عناصر آلیاژی در این فولادها، امکان سختکاری یا تشکیل مارتنزیت در هنگام خنک کاری را فراهم کرده‌است. هر چه درصد کربن یا عناصر آلیاژی در مارتنزیت در حالت فوق اشباع بیشتر باشد، که از آستنیت مادر به ارث می‌برد، درصد کاربیدهای شکل گرفته در حین تمپرینگ بیشتر خواهد بود. هر چه درصد عناصر تشکیل دهنده کاربیدهای قوی بیشتر باشد، چگالی کاربیدهای پایدار در آستنیت در هنگام کار در حالت گرم و آستنیتی کردن بیشتر خواهد بود. این کاربیدها علاوه بر آنهایی که در حین تمپرینگ در مارتنزیت شکل گرفته‌اند، به عنوان اجزایی از میکروساختار باقی خواهند ماند. هر چه درصد کربن مارتنزیت و چگالی کاربیدها بیشتر باشد، مقاومت به سایش فولاد افزایش خواهد یافت، اما از طرفی چقرمگی آن کاهش می‌یابد.
فولاد ابزاری
224437#2
این خصوصیات یکسان موجب تحرک بالای فصل مشترک‌های مارتنزیتی براساس کوئنچ-سخت کاری فولاد می‌شود و به‌طور دقیقی سینماتیک استحاله‌های قابل تعیین، واکنش آن‌ها را با تنش اعمالی استفاده شده در کاربردهای تغییرشکل پلاستیک پیش‌بینی می‌کند. کاربردهای اخیر، نه تنها فولادهای TRIP (تغییرشکل ناشی از پلاستیسیته) نوین را محدود نمی‌کند، بلکه باز هم دسته‌ای از آلیاژهای حافظه دار را پدیدار می‌کند.
تبدیل بدون پراکندگی
5644996#3
مشخص است که عملکرد یک جز سرامیکی به شدت به روش تولید بستگی دارد. خصوصیات و فرآوری اولیه پودر، از جمله شکل‌دهی سرد و تف‌جوشی، تأثیر زیادی بر خصوصیات مکانیکی اجزا دارد زیرا ممکن است باعث ایجاد یک نقص در قطعه از جمله ترک‌های ریز، شیب تراکم و حفره در قطعات سبز و حتی سینترشده شود. مشخصات مکانیکی ماده جامد حاصل از شکل‌دهی سرد (اصطلاحاً «قطعه سبز (Green Part)») به شدت بر روند تف‌جوشی و در نتیجه خصوصیات مکانیکی قطعه نهایی تأثیر می‌گذارد.
فشرده‌سازی پودر سرامیکی
4936337#13
فولادهای ابزاری کار سرد، کربن-بالا، کروم-بالا مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش و خوردگی دارند. در این فولادها علاوه بر نقش مارتنزیت کربن-بالای تمپرشده در اجزای میکروساختار، تعداد زیادی از کاربیدهای آلیاژ نیز نقش مهمی در دستیابی به مقاومت در برابر سایش بالا دارند. مقداری از کاربیدهای آلیاژ در هنگام انجماد تولید شده و با آستنیت در هنگام کار در حالت گرم و آستنیتی کردن همزیستی می‌کنند، و مقداری نیز در هنگام تمپرکردن ایجاد می‌شود. در این فولادها نیز، درصد بالای عناصر آلیاژی قابلیت سختکاری را بالا برده و امکان تولید مارتنزیت در هنگام خنک کاری در هوا و در نتیجه پایداری ابعادی قطعه ایجاد می‌گردد. با اینکه مقاومت به سایش فولادهای ابزاری سری-D برای کاربردهای کار در حالت سرد مطلوب است، فرایندهای ماشینکاری و سنگ زنی در هنگام تولید قالب‌های ریخته‌گری و تزریق پلاستیک دشوار است.
فولاد ابزاری
5220825#6
برخی از محققان تأثیر حرارت‌دهی مجدد قطعه(SRT) را بر متغیر r ناچیز می‌دانند در حالیکه سایر محققان این متغیر را بر شکل‌دهی به ماده مؤثر می‌دانند. شکل شماره ۷ تأثیر SRT را بر گراف کامپوزیتی نشان می-دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود تأثیرات ناچیز و قابل صرف نظر کردن است.
فولادهای بینابینی(IF Steels)