بررسي تغيير خواص استحكامي و سختي فولاد h13 طي خزش كوتاه مدت

Study of changes in the strength and hardness of H13 steel during short-term creep

تغيير در خواص استحكامي و سختي آلياژها عامل اصلي در تغيير نرخ كرنش طي خزش است. بنابراين، اندازه گيري اين خواص و مطالعه ارتباط آنها با مقاومت خزشي داراي اهميت مي‌باشد. در اين پژوهش، ارتباط بين داده‌هاي سختي و مقاومت به خزش فولاد h13 طي خزش كوتاه مدت مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمون‌هاي خزش تا شكست و نيز كرنش 1% در بازه دمايي °c 600 500 و تنش mpa 926.5 872 انجام شد. سختي‌سنجي بر روي كليه نمونه‌ها و آزمون كشش بر روي نمونه هاي خزش با كرنش 1% و در دماي محيط صورت پذيرفت. برپايه نتايج، ميانگين توان خزشي 5.4 در تمام بازه‌هاي تنشي و دمايي مبين غالب بودن مكانيزم خزش نابجائي بود. انرژي فعال سازي خزش اين فولاد نيز كم‌تر از انرژي فعال‌سازي نفوذ در خود آهن آلفا (برابر 109 كيلوژول بر مول) بود كه بيانگر نقش تنش در انرژي فعال سازي ظاهري اين آلياژ بود. همچنين، ارتباط خطي بين نسبت تغييرات سختي به نسبت عمر خزشي اين آلياژ مشاهده شد، هرچند كه شيب آن براي دو بخش سر و گيج نمونه‌هاي خزش مقداري تفاوت از خود نشان ‌داد. چنين ارتباطي، بررسي مقاومت خزشي و تخمين دقيقتر عمر باقيمانده فولاد h13 را امكان‌پذير مي‌سازد.

Changes in strength and hardness of alloys are the main factor affecting the strain rate during creep. Thus measuring these properties and studying their correlations to creep resistance is an important issue. In the current study, the relationship between hardness and creep resistance for H13 steel was investigated during short-term creep. Creep fracture and 1% creep ductility tests were carried out at 500-600 C and stress of 872-926.5 MPa. Hardness test was carried out on all specimens and tensile test was performed on 1% creep ductility specimens at room temperature. The stress power of 4.5 indicated that dislocation creep was the dominant mechanism. The creep activation energy was lower than the activation energy of the self diffusion of alpha iron (109 kJ/mol), which indicated the role of stress in the apparent activation energy of this alloy. A linear relationship has been observed between hardness variation ratio and creep life ratio, although the slopes for the head and gage were slightly different. This linear relationship makes it possible to more accurately predict the life of H13 steel in creep condition.