في هذا العمل تم إخضاع الفولاذ الكربوني CK85 إلى عملية معالجة حرارية تكرارية.
تتألف هذه العملية من التثبيت لفترات قصيرة متكررة(min 3.4) عند درجة الحرارة C° 800 ( فوق درجة الحرارة Ac3 ) متبوعة بالتبريد الهوائي القسري. و بعد 8 دورات (حوالي ساعة من التسخين و التبريد المتكررين)
تبين أن البنية المجهرية تحتوي في معظمها على حبيبات من الفريت و السمنتيت المتكور. تمتلك هذه البنية مزيجا من مقاومة الشد و المطيلية. إن تفكك صفائح البرليت أثناء انحلال السمنتيت على حدود الصفائح خلال هذه المدة القصيرة المثبتة فوق درجة الحرارة Ac3 و نشوء العيوب في الصفائح أثناء التبريد القسري غير المتوازن بالهواء كانا السببين الرئيسيين في تسريع عملية التكور .
في البداية زادت مقاومة الشد بشكل رئيسي بسبب وجود الدقائق الصغيرة الناعمة ( الفريت و السمنتيت ) و من ثم انخفضت بشكل طفيف مع انعدام وجود صفائح البرليت و ظهور السمنتيت المتكور في البنية .
In this work, Ck85 carbon steel was subjected to cyclic heat
treatment.
Process that consisted of cyclic short-duration (3.4 minutes)
holding at 800 C (above Ac3 temperature) followed by forced air
cooling. After 8 cycles (about a total 1 hour duration of heating and cooling cyclic), the microstructure mostly contained fine ferrite
grains and spheroidzed cementite. This microstructure possessed
an excellent combination of strength and ductility. The disintegration of lamellar pearlite through dissolution of cementite
at boundaries lamellar during short-duration holding above Ac3
temperature, and the generation of lamellar defects during nonequilibrium forced air cooling were the main reasons of
accelerated spheroidization. The strength initially increased mainly
due to the presence of finer microconstituents (ferrite and pearlite)
and then marginally decreased with the elimination of lamellar
pearlite and appearance of spheroid cementite in the microstructure.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الدراسة تحسين خواص الفولاذ الكربوني CK85 من خلال المعالجة الحرارية الدورية. تم إخضاع الفولاذ لثماني دورات من التسخين عند درجة حرارة 800 درجة مئوية لمدة 3.4 دقيقة، تليها عملية تبريد قسري بالهواء. أظهرت النتائج أن البنية المجهرية للفولاذ بعد المعالجة تحتوي على حبيبات دقيقة من الفريت والسمنتيت المتكور، مما يمنح الفولاذ مزيجًا من مقاومة الشد والليونة. تم تفسير هذه النتائج من خلال تفكك صفائح البرليت أثناء انحلال السمنتيت على حدود الصفائح ونشوء العيوب أثناء التبريد القسري. أظهرت الدراسة أن مقاومة الشد تزداد في البداية بسبب وجود الدقائق الصغيرة الناعمة، ثم تنخفض قليلاً مع اختفاء صفائح البرليت وظهور السمنتيت المتكور. تم قياس الخواص الميكانيكية للفولاذ من خلال اختبارات الشد والقساوة، وأظهرت النتائج أن أفضل الخواص تم الحصول عليها بعد ست دورات من المعالجة الحرارية.
Critical review
دراسة نقدية: تقدم هذه الدراسة مساهمة قيمة في مجال تحسين خواص الفولاذ الكربوني من خلال المعالجة الحرارية الدورية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية مثل الرطوبة والضغط على النتائج. ثانيًا، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة ليشمل أنواعًا أخرى من الفولاذ لمقارنة النتائج. أخيرًا، كان من المفيد تضمين تحليل اقتصادي لتكلفة العملية مقارنة بالفوائد المحققة لتحسين الفولاذ.
Questions related to the research
-
ما هي درجة الحرارة المستخدمة في المعالجة الحرارية الدورية للفولاذ CK85؟
تم استخدام درجة حرارة 800 درجة مئوية في المعالجة الحرارية الدورية للفولاذ CK85.
-
ما هي البنية المجهرية للفولاذ بعد ثماني دورات من المعالجة الحرارية؟
تحتوي البنية المجهرية للفولاذ بعد ثماني دورات من المعالجة الحرارية على حبيبات دقيقة من الفريت والسمنتيت المتكور.
-
ما هو السبب الرئيسي في تسريع عملية التكور في الفولاذ CK85؟
السبب الرئيسي في تسريع عملية التكور هو تفكك صفائح البرليت أثناء انحلال السمنتيت على حدود الصفائح ونشوء العيوب أثناء التبريد القسري.
-
ما هي أفضل عدد دورات للمعالجة الحرارية للحصول على أفضل خواص ميكانيكية للفولاذ CK85؟
أفضل عدد دورات للمعالجة الحرارية للحصول على أفضل خواص ميكانيكية للفولاذ CK85 هو ست دورات.
References used
Smoljan B, An analysis of combined cyclic heat treatment performance, Journal of Materials Processing Technology 155–156 (2004) 1704–1707
M Muhammadpour,A-Reza Kiani-Rashid, AN ACCELERATED SPHEROIDIZATION METHOD IN HIGH CHROMIUM TOOL STEEL, 21. - 22. 11. 2012, Plzeň, Czech Republic, EU
ASM International
H.E.Boyer,chapter 2, pratical heat treating 1St ed , American Society for Metals , 1984
H.N. Oppenheimer, Heat Treatment of Carbon Steels, Course 42, Lesson1, Practical Heat Treating, Materials Engineering Institute, ASMInternational, 1995