بررسی تأثیر تخلخل و ریزساختار بر خواص مکانیکی چرخ دنده‌های فولادی متخلخل تف-جوشی شده با باندهای نفوذی

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 6، دوره 5، شماره 18، بهمن و اسفند 1393، صفحه 63-74   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

حمید خرسند¹؛ اسماعیل گنجه^{* 2}

¹دانشیار، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

²کارشناس ارشد، مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

تاریخ دریافت: 28 بهمن 1393،  تاریخ پذیرش: 28 بهمن 1393 

چکیده

در این پژوهش خواص مکانیکی دو فولاد کم آلیاژ متالورژی پودر با باندهای نفوذی شامل Distaloy DH و Distaloy HP مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. تف جوشی نمونه­ها در دمای 1120°C و اتمسفر حاوی مخلوط گازهای هیدروژن و نیتروژن و به مدت 35 دقیقه انجام پذیرفت. به منظور بررسی تاثیر سرعت سرد شدن بر خواص نهایی قطعات، نمونه­ها از دمای تف­جوشی با دو سرعت متفاوت تا دمای محیط سرد شدند. پس از ساخت نمونه­ها آزمون­های چگالی­سنجی، سختی، کشش، خستگی، بررسی­های ریزساختاری و شکست­نگاری بر روی قطعات صورت پذیرفت. بررسی­ها نشان داد که میزان حفرات، هم­چنین مشخصات تخلخل­ها (اندازه و شکل) تاثیر بسزایی بر خواص مکانیکی فولادهای تحت بررسی دارند. هم­چنین افزایش حدود 5/4 % چگالی، منجر به بهبود استحکام کششی به میزان 44% و استحکام خستگی به میزان 55% در فولادDistaloy DH با 2/0 درصد کربن گردیده است. این مقادیر برای فولاد Distaloy HP به ترتیب 26% و 47% بدست آمده­اند. نتایج حاصل از بررسی ریزساختاری و مقایسه نتایج تجربی حاصل از آزمون­های این دو فولاد نشان می­دهد که نوع ریزساختار و نحوه توزیع فازهای متالورژیکی نقش بسزایی بر خواص مکانیکی و به خصوص رفتار خستگی ایفا می­کند. بهترین خواص مربوط به فولاد Distaloy HP با 5/0% کربن و چگالیgr/cm³2/7 با سرعت سرد کردن 2/1 درجه سانتی­گراد بر ثانیه می­باشد.

کلیدواژه‌ها

فولاد؛ متالورژی پودر؛ خواص مکانیکی؛ حفرات؛ ریزساختار