بررسی ریزساختار و سختی چدن نشکن آلومینیمی آستمپرشده ‏‎ ‎‏(‏Mg‏-‏Al‏3/4-‏C‏4/3-‏Fe‏) در محدوده ‏بینایت بالایی

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

10.22034/frj.2019.190184.1089

چکیده

 فرایند آستمپرینگ منجر به ایجاد ریزساختار بینایتی در چدن می‌شود، ریزساختار این چدن‌های با تغییر ‏ترکیب شیمیایی، دما و زمان عملیات حرارتی به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در تحقیق پیش رو ، تأثیر ‏جایگزینی 3/4 درصد وزنی آلومینیم به‌جای سیلیسیم در سینتیک استحاله بینایتی و همچنین تأثیر عملیات ‏حرارتی آستمپرینگ بر خواص فیزیکی این چدن بررسی شده است. ابتدا نمونه‌ها در ابعاد یکسان آماده ‏شده و سپس به مدت 2 ساعت در دمای 900 درجه سانتی‌گراد آستنیته شدند، سپس در چهار دمای (بینایت بالایی)  ‏‏375، 400، 425 و 450 درجه سانتی‌گراد به مدت زمان‌های 1 تا 512 دقیقه آستمپر شدند. بررسی‌های ‏ریزساختاری به‌وسیله میکروسکوپ نوری، الکترونی انجام و مشخص شد که با افزایش دمای آستمپر، ‏ضخامت صفحات فریت بینایتی  از 31/0 میکرومتر در دمای ℃375 به 63/0 میکرومتر در دمای 450 ‏درجه سانتی‌گراد رسیده است و ریزساختار درشت‌تر شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که استحاله ‏آستمپر در چدن نشکن آلومینیمی باعث ایجاد ساختار بینایتی خواهد شد همچنین سرعت مرحله اول ‏آستمپرینگ و تشکیل بینایت با سرعت بالاتری صورت می‌گیرد و سرعت مراحل دیگر مشابه چدن‌های ‏آستمپر دیگر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Microstructure and Hardness of upper Bainitic ‎Austempered Aluminum Ductile Iron (Fe-3.4C-4.3Al-Mg)‎

نویسندگان [English]

  • Bahram Shakeri 1
  • Seyed Mohammad Ali Boutorabi 2
1 M.Sc. Student, School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology
2 Professor, School of Metallurgy and Materials Engineering, University of Science and Technology
چکیده [English]

The Austempering process that leads to formation of a bainitic ‎microstructure in cast iron is significantly affected by any variation in ‎austempering time and temperature as well as chemical composition of ‎samples. The present work is aimed to reveal the effects introduced by ‎aluminum substitution for silicon in the alloy and austempering ‎treatment on bainite transformation kinetics. Samples of the same size ‎were initially austenitizing at 900°C for 2h in order to achieve a uniform ‎austenitic microstructure, followed by austempering at four upper ‎bainitic temperatures of (375, 400, 425 and 450°C) at various ‎times (1 to 512 min.). Microstructural analyses were carried out by ‎means of optical and electron microscopes and observed that by ‎increasing austempering temperature the thickness of ferritic bainitic ‎plates increases from 0.31 μm in 375°C to 0.63 μm in 450°C. It was ‎concluded that austempering transformation in aluminum ductile cast ‎iron is somehow similar Si cast iron. The difference is that the rate of ‎the first stage of austempering was higher while other stages went ‎through the same rates as the other types of cast iron.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aluminum ductile cast iron
  • retained austenite
  • Bainitic ferrite
  • Process window