فرمت فایل:word

تعدادصفحات:45 صفحه

فازها وساختارهاي بلوري

1-1 مقدمه

فولادها گروهي از آلياژهاي آهن – كربن و عناصر ديگرند كه بيشترين كاربرد را در صنعت و فن آوري دارند. يكي از دلايل اصلي كاربرد وسيع فولادها از خواص كاملاً متنوعي كه مي توان به كمك روشهاي مختلف عمليات حرارتي در آنها به وجود آورد. در شكل 1-1 اثر درصد كربن و عمليات حرارتي مختلف بر روي ميكروساختار، استحكام تسليم و انعطاف پذيري فولادهاي كربني ساده نشان داده شده است. با افزايش كربن از تقريباً صفر در صد تا 8/0 درصد استحكام تسليم از 103 Mpa (1500psi) به 448 Mpa(65000 psi) افزايش يافته و انعطاف پذيري از 62 درصد به 14 درصد كاهش مي يابد. اگر فولاد ياد شده به مدت يك ساعت در 1000 درجة سانتگيراد حرارت داده شود و سپس به آهستگي (به عنوان مثال در مدت 24 ساعت) تا 25 درجة سانتگيراد سرد شود، ميكروساختار نشان داده شده در شكل 1-1 (ج) به دست مي آيد. فولاد ياد شده داراي استحكام تسليم 448 Mpa(6500 psi) و انعطاف پذيري 14 درصد است. ليكن، اگر فولاد ياد شده به مدت يك ساعت در 1000 درجة سانتگيراد حرارت داده شود و سپس خيلي سريع (سرد كردن در آب) تا 25 درجة سانتيگراد سرد شود ميكروساختار كاملاً تغيير كرده و مشابه شكل 1-1 (هـ) خواهد شد. در اين حالت استحكام تسليم تا 2070 Mpa(300000 psi) افزايش يافته و انعطاف پذيري تا 1 درصد كاهش مي يابد. گرچه سرد كردن فولاد در آب باعث افزايش استحكام آن مي شود، ولي شكنندگي آن را نيز افزايش مي دهد. اگر فولاد در آب سرد شده را مجدداً حرارت داده و به مدت يك ساعت در 500 درجة سانتگيراد نگه داشته و سپس تا دماي اتاق سرد كنيم ميكروساختار نشان داده شده در شكل 1-1 (و) به دست مي آيد. در اين حالت انعطاف پذيري تا 7 درصد افزايش مي يابد ولي استحكام تسليم به 966 Mpa(140000 psi) كاهش خواهد يافت. كاربرد وسيع فولادها ناشي از خواص كاملاً متنوع آنهاست كه به كمك تغيير درصد كربن و/ يا تغيير درصد عناصر آلياژي و/يا تغيير نوع عمليات حرارتي امكانپذير است. گستردة وسيع خواص متنوع فولادها ناشي از نوع، مقدار، اندازه و توزيع فازهاي مختلف (به عنوان مثال سمنتيت يا كاربيد آهن (Fe₃C) است.