تاثير تعداد ذرات كروي گرافيت در واحد سطح بر نحوه ي توزيع فاز سخت در چدن هاي نشكن با زمينه ي دوفازي فريت- مارتنزيت

Effect of the Number of Nodular Graphite Particles per unit Area on the Distribution of Hard Phase in Ferritie-Martensite Dual-Phase Ductile iron

در اين تحقيق، تاثير تعداد ذرات گرافيت كه شاخص مهمي در چدن نشكن به?شمار مي رود، بر روي چگونگي توزيع مارتنزيت در چدن هاي با زمينه?ي دوفازي بررسي شده است. به?همين منظور با ريخته گري يك مدل پلّه اي، تعداد متفاوتي از ذرات گرافيت ايجاد شد. پس از برش نمونه ها، عمليات حرارتي تاب?كاري بر روي آن ها انجام گرفت تا ريزساختاري كاملاً فريتي به?دست آيد. سپس عمليات دوفازي سازي نمونه?هاي چدن نشكن انجام شد كه طي آن نمونه?ها پس از پيش?گرم شدن در ?C 600 به?مدّت 10 دقيقه، به?سرعت به محيط آلومينيم مذاب با دماي ?C900 منتقل و در آن به?مدّت زمان هاي 10، 15، 20 و 25 ثانيه آستنيته شدند، و در نهايت در روغن سريع سرد شدند. درصد حجمي فازهاي مختلف در ريزساختار با روش شمارش نقطه?اي مطابق با استاندارد ASTM-E562 اندازه?گيري شد. براي بررسي دقيق تر توزيع مارتنزيت در ريزساختار، تصويرهاي ميكروسكپ نوري و الكتروني روبشي تهيه شدند. آزمون تعيين تركيب شيميايي نقطه اي در نواحي بين سلولي و مجاور ذرات گرافيت با استفاده از ميكروسكپ الكتروني مجهز به EDS انجام شد. مطالعات و اندازه گيري هاي ريزساختاري نشان دادند كه با افزايش ضخامت پلّه در تمام زمان هاي آستنيته شدن، درصد حجمي فاز مارتنزيت در دو ناحيه?ي اطراف ذرات گرافيت و بين سلول?ها افزايش مي يابد. افزون بر اين، در پلّه هاي ضخيم تر با افزايش زمان آستنيته شدن تا 25 ثانيه، فاز مارتنزيت به?شكل هاله ذرات كروي گرافيت را در بر مي گيرد. اين در حالي است كه حضور فاز مارتنزيت در پلّه هاي نازك تر، بيش?تر به مناطق بين سلولي محدود مي شود.

In this research, effect of the number of nodular graphite particles, as an important characteristic of ductile cast irons, on the distribution of martensite in dual-phase ductile iron has been studied. Ductile iron samples were produced by step casting and the samples were then annealed in order to achieve a fully ferritic structure. A special heat treatment was conducted to produce dual matrix structures (DMSs) in the ductile iron samples. This heat treatment consisted of preheating the samples at 600 ?C for 10 minutes, partial austenitizing at 900 ?C in molten aluminum bath for 10, 15, 20, and 25 seconds, and quenching in oil. The volume fractions of different phases were determined according to ASTM-E582 standard. The microstructures of the samples were examined using the optical microscope as well as the scanning electron microscope equipped with the energy dispersive spectrometer (EDS) to determine the composition of the regions around the graphite nodules and the intercellular areas. The results showed that for all the austenitizing times, the martensite volume fraction in the samples increases with an increase in the thickness of the steps. It was also shown that for the thick steps, the graphite nodules are surrounded by the martensite phase whereas for the case of thin steps, the martensite phase has been formed mostly at the intercellular regions.