شكست نگاري فولاد ميكروآلياژي 30MSV6 در تنشهاي مختلف خستگي

Fractography of V-Microalloyed Steel 30MSV6 in Different Fatigue Stress Level

در اين تحقيق سعي شده تا به بررسي سطح مقطع شكست نمونه هايي از جنس فولاد ميكرو آلياژي 30MSV6، كه كاربرد فراواني در قطعات صنعتي در معرض بارهاي سيكلي دارد، پرداخته شود. در ابتدا منحني خستگي فولاد 30MSV6 در شرايط نرماله به كمك آزمايش خمشي-چرخشي با گشتارو ثابت، در 8 سطح تنشي و با 29 نقطه رسم گرديد. سپس سطوح شكست 3 نمونه در 3 سطح تنشي، تحت بررسي هاي مختلف با ميكروسكوپ الكتروني روبشي قرار گرفت. پس از تعيين مبدا پديده خستگي مشخص شد كه نقص منجر به شروع خستگي يك ميكروترك بوده كه از سطح به سمت داخل نمونه اشاعه يافته بود. جهت اشاعه ترك خستگي نيز در اين مرحله تعيين گرديد. بررسي هاي بيشتر نشان داد كه در اكثر موارد سيلان بيشتر فاز فلزي زمينه از رسوبات، منجر به ايجاد حفراتي در اطراف رسوبات شده كه مي تواند از دلايل اشاعه ميكروترك ها از طريق رسوبات باشد. همچنين سطح مقطع شكست نهايي و نوع شكست در اين ناحيه مورد بررسي قرار گرفت.

The aim of this work is to examine the fatigue fracture surface regions in a vanadium-bearing microalloyed steel, commonly used in automotive parts exposed to cyclic loading. At first, S-N curve of 30MSV6 steel in normalized heat treated condition is plotted using 29 data points in 8 stress levels achieved by rotary bending fatigue tests. Using scanning electron microscopy (SEM) studies, the fracture surface of specimens in 3 distinct stress levels is fully investigated. It is shown that an extended micro crack from surface to center of the specimen cause the fatigue crack initiation. Further investigations reveal that in most cases, matrix debonds around the precipitates due to the high plastic flow in the adjacent matrix. Then, the preferred crack growth path is found to go through the voids around the precipitates. Also, the failure mode in final fracture surface region is fully explained.