مطالعه و بررسي ريز ساختار فولادهاي مارتنزيتي Fe-10Ni-7Mn-xY

Microstructure study of Fe-10Ni-7Mn-xY martensitic steels

آلياژ سه تايي Fe-10Ni-7Mn از خانواده فولادهاي فوق مستحكم بوده كه به دليل ملاحضات اقتصادي در سالهاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اين فولاد رفتار پيرسختي قابل توجهي در حين عمليات پيرسازي در دماي 753 كلوين از خود بروز مي دهد. شكست اين فولاد در حالت آنيل محلولي شكست نرم و درون دانه اي بوده اما در حالت پيرسازي از تردي مرزدانه اي رنج مي برد. افزودن اندك عنصر ايتريوم مي تواند تاثيرات شگرفي بر ريز ساختار و خواص مكانيكي اين فولاد به دنبال داشته باشد. در پژوهش حاضر تاثير افزودن مقادير 0/05 و 0/1 و 0/2 و 0/4 و 0/8 درصد وزني ايتريوم بر ريز ساختار فولاد مذكور مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي هاي آزمون پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به آناليز عنصري EDS حاكي از تشكيل رسوبات (Fe, Ni, Mn)17Y2 با ساختار كريستالي هگزا گونال در اين آلياژ ها مي باشد. علاوه بر اين، تاثير تشكيل اين رسوبات بر خواص كششي و رفتار شكست نمونه هاي آنيل شده مورد بررسي قرار گرفت.

Fe–10Ni–7Mn ternary alloys are a group of ultrahigh-strength steels that demonstrate excellent age hardenability during isothermal aging at 753 K. This steel is sufficiently ductile in the solution-annealed condition but suffer from intergranular embrittlement after aging. A slight addition of rare earth metals, like yttrium, may cause an improvement in the mechanical properties of this steel. In this study, the effect of 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 (wt. %) yttrium addition on Fe–10Ni–7Mn microstructure was investigated. The existence of (Fe, Ni, Mn)17Y2 precipitates with hexagonal crystal structure was verified by means of optical microscope observation, scanning electron microscopy equipped with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction analysis. The mechanical behavior of as annealed samples as well as their fracture surfaces were also studied.