بررسی اثر نورد سرد و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۲۱

در این پژوهش اثر نورد سرد و عملیات حرارتی بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۲۱ بررسی شد. برای این منظور، پنج نمونه با کاهش ضخامت ۴۰ درصد تهیه و پس از نورد سرد تحت عملیات حرارتی در دماهای ۷۰۰، ۷۵۰، ۸۰۰، ۸۵۰ و ۹۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲۵، ۴۰، ۳، ۸ و ۱۵ دقیقه قرار گرفتند. آزمون کشش مطابق استاندارد ASTM E۸ جهت ارزیابی خواص مکانیکی انجام شد. بررسی ریزساختار نمونه ها به کمک متالوگرافی نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) صورت گرفت و آنالیز طیف سنجی انرژی-پراکندگی (EDS) به همراه نقشه برداری عنصری (EDS Mapping) برای شناسایی رسوبات و توزیع عناصر به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که نمونه های عملیات حرارتی شده در دماهای پایین تر (۷۰۰ و ۷۵۰ درجه سانتی گراد) دارای ریزساختار ریزتر و استحکام بالاتر بودند، هرچند شکل پذیری محدودی داشتند. در مقابل، نمونه های عملیات حرارتی شده در دماهای بالاتر (۸۵۰ و ۹۰۰ درجه سانتی گراد) با کاهش استحکام، شکل پذیری قابل توجهی نشان دادند. نمونه عملیات حرارتی شده در ۸۰۰ درجه سانتی گراد نیز مقادیر میانی از نظر استحکام و شکل پذیری ارائه داد. تصاویر ریزساختاری تغییر تدریجی از ساختار نوردی و ریزدانه در دماهای پایین به رشد دانه و بازپخت کامل در دماهای بالا را نشان دادند. علاوه بر این، نتایج EDS حضور رسوبات پایدارکننده TiC و TiN را تایید کرد که در افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری نقش داشتند. به طور کلی، این تحقیق نشان می دهد که انتخاب شرایط بهینه عملیات حرارتی پس از نورد سرد می تواند تعادل مناسبی میان استحکام و شکل پذیری در فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۲۱ ایجاد کند و مبنای مناسبی برای کاربردهای صنعتی این فولاد فراهم آورد.

Keywords:

خواص مکانیکی , ریزساختار , عملیات حرارتی , فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI ۳۲۱ , نورد سرد