دانلود رایگان ترجمه مقاله بررسی رفتار فولادهای کربنی نیم ساخت و وانادیم با آزمون آهنگری گرم – الزویر ۲۰۱۳

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱-مقدمه
فولاد نیمه ساخته ( MC,AISI 1040) و فولاد نیمه ساخته میکرو آلیاژی ( MA-MA,38MnV56) بسیار در قطعات ساختمان ماشین آلات استفاده شده اند. بالاخص ، فولادهای MC-MA پس از تبدیل به قطعات به علت دستیابی مستقیم به خواص مکانیکی در پایان پروسه ، نیازی به عملیات حرارتی ندارند ، و در نتیجه به راحتی و سادگی می توان به صرفه جویی انرژی و هزینه ها با کاهش تعداد عملیات دست یافت . همچنین ، این فولادها مشخصات بسیار خوب چقرمگی و جوش پذیری را نشان میدهند. این خواص سودمند با کنترل دقیق ترکیبات شیمیایی و اتخاذ پروسه های مناسب کنترل شده حرارتی –مکانیکی بدست آمده است .توسعه ریز ساختار در طی گرمکاری فولاد معمولی کربن به اندازه فولادهای میکرو آلیاژی حاوی مقادیر اندکی از Ti,NbM,AI یا V تنها یا ترکیبی از V بارز نیست .
در سالهای اخیر ، بسیار ی مقالات ثابت کردند که فولادهای میکرو آلیاژی حاوی ۰٫۳۰-۰٫۵۰wt% c میتوانند با موفقیت جایگزین فولادهای مرسوم سرما داده و فولادهای آبداده شوند. نیروی محرک ماوراء توسعه فولادهای میکرو آلیاژی نیاز به کاهش هزینه های تولید بوده است . فولادهای بسیار مقاوم با توالی و زنجیره های از عملیات حرارتی به مقاومت و چقرمگی مطلوب مثل سرمادهی و آبدهی پس از تغییر زیاد دما دست می یابند. در عوض ، فولادهای MC-MA قادر به دستیابی به خواص زیاد مکانیکی مبتنی بر سرمایش کنترل شده پس از دگر شکلی گرما هستند که فولادها حصول به این مرحله را مرهون عملیات ساده گرما –مکانیکی هستند. در نتیجه ، خواص مورد نظر بدون تفکیک عملیات سرمادهی و آبدهی مورد نیاز فولادهای مرسوم کربن حاصل می شود. کاهش هزینه های پروسه تولید و افزایش خواص و عملکرد با فولادهای میکرو آلیاژی دست یافتنی است و در نتیجه منجر به افزایش مصرف و کاربرد آنها می شود.
افزودن عناصر آلیاژی روش مهم سودمندی هزینه را به منظور دستیابی به ترکیب خوبی از چقرمگی عالی و مقاومت از طریق کنترل اندازه ها و سختی رسوب ارایه می دهد. افزایش مقاومت فولادهای میکرو آلیاژی با افزایش کسر و جزء حجم پرلیت یا با پالایش و آماده سازی دانه و مقاومت رسوب گذاری ماتریس فریت حاصل می شود که با افزودن میکرو آلیاژی ها ( مثل Ti,Nb یا A1 کنترل اندازه ذره و V مقاومت رسوب ) کنترل میشود . دگر شکلی گرما پارامترمهمی در پالایش دانه های ریز میکرو آلیاژی است . دگر شکلی های خشن و زبر در منطقه تبلو ر مجدد اونسینت ،دانه های درشت اونسینت را با پروسه تبلور مجد د و دگر شکلی تکراری پالایش می کند. البته دگر شکلی در منقطه غیر متبلور مجدد مکان های هسته زایی فریت را به وسیله کلوچه سازی ساختار دانه های اونسینت و ساخت نوارهای دگر شکلی افزایش می دهد. بدین طریق ، ساختار دانه های ریز فریت پس از انتقال و تبدیل تولید می شوند. زمانی این پیشرفت ها حفظ میشوند که از مقدار سرما بیشتری استفاده شود .پتک کاری از بین پروسه های دگرشکل گرمایی تبدیل به تکنیک رقابتی پردازش و آمایش فولادها شده است .
مقدار سرما حاصل شده پس از مرحله دگر شکل تکمیل شده بر خواص مکانیکی با ایجاد و پدید آیی انواع اجزا ء تشکیل دهنده زیر ساختار که خواص مکانیکی را تغییر معناداری می دهد ، اثر زیادی دارد . مقادیر بالاتر سرما به علت مهار و کنترل پراکنش اتمی منجر به کاهش اندازه دانه فریت و مقاومت بیشتر ، سختی ، و چگالی نابجائی و فاز های ریز می شود. در مقابل مقادیر پایین تر سرما منجر به انتقال دانه ها به فاز های کم نابجایی تر ، نرم و زبر مثل فریت چند ضعلی می شود.
اندازه و درصد فریت و پرلیت در زیر ساختار نقش مهمی را در خواص نهایی مکانیکی ایفا میکند . هر یک از متغیرهای زیر ساختار بسیار متاثر از ترکیب فولادهای ریز آلیاژی ، پارامترهای آهنگری و پتک کاری مورد استفاده و مقدار سرما پس از پتک کاری میشود. تغییرات مقدار حجمی تغییر شکل ، دما های کار و مقادیر پس سرمایش میتواند انواع زیر ساختار ها را پدید آورد . هدف تحقیق حاضر بررسی اثر مقدار سرما پس از کنترل آهنگری و پتک کاری گرم بر خواص مکانیکی فولادهای MC-MA و MC است . این مقاله نیز خواستار دستیابی به اثر غلظت های وانادیم بر میکرو ساختار ها و خواص مکانیکی فولاد MC-MA آهنگری شده و خنک شده در دما های مختلف سرمایشی است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

Medium carbon steel (MC, AISI 1040) and medium carbon microalloyed steel (MC–MA, 38MnVS6) are being widely used for machinery structural parts [1]. In particular, MC–MA steels do not require heat treatment after they are shaped into parts, as the mechanical properties are obtained directly at the end of the process, so an important saving of costs and energy can be reached by reducing the number of operations. Also, these steels present very good characteristics of toughness and weldability. These beneficial properties have been achieved by a careful control of chemical composition and by adopting suitably controlled thermo-mechanical processes [2]. During hot working of plain carbon steels, the microstructure development is not as pronounced, as can be observed in the case of microalloyed steels that contain small amounts of Ti, Nb, Al or V singly or in combination [3]. In recent years, many papers demonstrated that microalloyed steels, containing 0.30–۰٫۵۰ wt.% of C, could satisfactorily replace conventional quenched and tempered steels. The driving force behind the development of microalloyed steels has been the need to reduce manufacturing costs. High strength steels achieve the desired strength and toughness by a sequence of thermal treatments, i.e., quenching and tempering after high temperature deformation. MC–MA steels, instead, are able to achieve high mechanical properties thanks to a simplified thermo-mechanical treatment, based on controlled cooling after hot deformation. Consequently, the desired properties can be obtained without the separate quenching and tempering treatments required by conventional carbon steels. The reduction of the cost for the production process and the improvements in properties and performance obtainable with microalloyed steels therefore led to an increase in their use [4,5]. The addition of alloying elements offers an important cost-effective approach to obtain a good combination of excellent toughness and strength through grain size control and precipitation hardening [6,7]. In microalloyed steels, strength increases are primarily achieved through increase of the pearlite volume fraction or by grain refinement and precipitation strengthening of the ferrite matrix as controlled with microalloy additions (e.g., Ti, Nb, or Al for grain size control and V for precipitation strengthening) [8]. However, hot deformation is an important parameter in grain refinement as well as microalloying elements. Rough deformation in austenite recrystallization region refines coarse austenite grains by repeated deformation and recrystallization. However, deformation in non-recrystallization region increases ferrite nucleation sites through pancaking of austenite grains and creation of deformation bands [9,10]. In this way, fine ferrite grains structure will be produced after transformation. These achievements are maintained when higher cooling rates are applied. Among hot deformation processes, forging has become a competitive technique for processing such steels [11,12]. The cooling rate after finishing deformation stage has a signifi- cant effect on the mechanical properties through engendering a variety of microstructure constituents that alter significantly the mechanical properties [13]. Higher cooling rates lead to a decrease of ferrite grain size and formation of high strength, hardness, dislocation density, and fine phases because it suppresses the atomic diffusion [14]. In contrast for lower cooling rates where, slow cooling rates lead to transformation into soft, coarse, and less dislocated phases like polygonal ferrite [12,15]. The size and percentage distribution of ferrite and pearlite within the microstructure play an important role on the final mechanical properties. Each of the microstructure variables is highly influenced by the composition of the microalloyed steels, the forging parameters utilized, and the post-forging cooling rate. Variation in the cumulative amount of deformation, working temperatures and post cooling rates can engender a variety of microstructure [6]. The present work is aimed to study the effect of cooling rate after controlled hot forging on the mechanical properties of MC and MC–MA steels. This paper also envisages to find out the influence of vanadium concentrations on the microstructures and mechanical properties of MC–MA steel forged and then cooled at different cooling rate.