بررسي تاثير واناديم بر روي ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد پر منگنز

Study on the effect of vanadium on the microstructure and mechanical peroperties of high Mn steel

فولادهاي منگنز دار آستنيتي در تجهيزاتي كه براي حمل و نقل و انجام عمليات روي مواد خاكي و سنگي (مثل خردكننده ي سنگهاي بزرگ، آسيابهاي سنگ زني، دندانها و مخزنهاي قدرتمند بيلهاي مكانيكي) كه در معرض ضربه هاي مكرر قرار دارند، به كار گرفته مي شوند. از آنجايي كه فولاد منگنزدار آستنيتي در مقابل سايش فلز روي فلز مقاومت مي كند در چرخ دنده ها، چرخ زنجيرها و صفحات سايش نيز به كار مي رود. در اين پژوهش 6 آلياژ با تركيب شيميايي پايه حاوي 1/2 درصد كربن، 12 درصد منگنز، 0/8 درصد سيليسيم و درصدهاي مختلف واناديم شامل صفر و 0/3 و 0/6 و 0/9 و 1/2 و 1/5 درصد تهيه و ريخته گري شد. نمونه هاي حاصله تحت عمليات حرارتي آستنيته كردن و كوينچ در آب قرار گرفته و نمونه هاي آزمايشي به كمك دستگاه وايركات ساخته شد. آزمايش پراش اشعه XRD)X)براي بررسي پيك هاي به دست آمده استفاده شد. آزمايش سختي سنجي روي نمونه ها انجام گرفت. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ نوري تهيه شد و فازها با استفاده از EDX مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد با افزودن واناديم به فولاد پر منگنز سختي افزايش مي يابد. مقاومت به ضربه نيز با افزايش 0/3 درصد واناديم افزايش و با افزايش واناديم بيش از 0/3 درصد كاهش شديدي پيدا مي كند. همچنين با افزايش درصد واناديم اندازه ي دانه ها كاهش يافته و واناديم از تشكيل پرليت جلوگيري مي كند. لازم به ذكر است كاربيدهاي تشكيل شده در مرز دانه ها به مغز دانه منتقل مي شوند.

Austenitic-manganese steel are applied in instruments which are used in producing process of minerals such as drilling , crushing hammers , crushers and sand sieve grading mill. In this investigation six specimen including 1.2% carbon, 12% manganese , 0.8% silicon and 0%, 0.3%, 0.6%,0.9% , 1.2% , 1.5% vanadium were cast. The samples were solution annealing (austenitizing) and quenched in water. scanning electron microscope (SEM) and optical microscope graphs prepared . for phase investigation used analysis with electron microscope (EDX) and also X-ray diffraction (XRD) and obtained picks was investigated. Also, hardness test was performed on samples. Result reveal that hardness increase by adding vanadium percentage. Impact resistance of the steel in creases by adding 0.3 percent of vanadium but it decreases when the vanadium content goes further. Also concluded that adding vanadium to high manganese steel causes fine grain and transferring carbides from grain boundaries to grain cores and carbide dispersion inside grains.