تاثير ناخالصي هاي غير فلزي بر استحكام خستگي فولاد 30MnVS6

Effect of non-metallic inclusions on fatigue strength of 30MnVS6 steel

خواص خستگي فلزات مي تواند تحت شرايط و پازامترهاي مختلف دستخوش تغيير شود. يكي از عوامل مهمي كه استحكام خستگي فولادها را مورد تاثير قرار مي دهد، ناخالصي هاي غير فلزي هستند كه در پروسه فولادسازي تشكيل مي شوند. اين ناخالصي ها، تحت تنش هاي خستگي موجب ايجاد تمركز تنش در ساختار فولاد مي گردند به طوريكه گاها ريز ساختار توان مقاومت در برابر آن را ندشاته و ترك ها از فصل مشترك ناخالصي- ريزساختار ايجاد و شروع به رشد مي كندد. موراكامي و همكارانش، مدلي را پيشنهاد كردند كه به وسيله آن تاثير ناخالصي، از جمله تمركز تنش و اثر آن بر استحكام خستگي فولاد مشخص مي گردد. در اين پژوهش، اثر ناخالصي هاي غير فلزي بر استحكام خستگي فولاد 30MnVS6 كه داراي ساختار و استحكام يكسان ولي از نظر ميزان و اندازه ناخالصي متفاوت بودند، به طور كامل و با استفاده از تست خستگي و همچنين مدل موراكامي بررسي شده است. بررسي سطوح شكست به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي و نتايج حاصله نشان ميدهد كه با افزايش اندازه ناخالصي، استحكام خستگي افت كرده و پراكندگي نتايج نيز افزايش مي يابد. نهايتا مدل جديدي نيز جهت پيش بيني اندازه بحراني ناخالصي عامل شكست خستگي پيشنهاد گرديد.

The fatigue behavior of two commercial 30MnVS6 steels with similar microstructure and strength properties containing different inclusions were studied in the 107 fatigue regime using rotating bending test. Fracture surface observations by scanning electron microscope revealed non-metallic inclusions were the main source of fatigue crack initiation. The Stress intensity factors which were calculated by using Murakami’s model were found to be suitable for fatigue property assessment. In addition, a new method for predicting critical inclusion size is proposed by using Murakami's model.