تاثیر شرایط عملیات حرارتی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی AISI 410 بر انرژی ضربه در دمای زیر صفر

در صنایع نفت و گاز به طور گسترده از فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 410 به دلیل مقاومت به خوردگی در محیط های ترش بکار می رود. انرژی ضربه پایین این فولاد بویژه در دمای زیرصفر نسبت به سایر فولاد های زنگ نزن، استفاده از این فولاد را در صنعت محدود ساخته است. انرژی ضربه مورد نیاز این فولاد طبق استاندارد API-6a در دمای -18 حداقل 20 ژول می باشد. در این پژوهش اثر شرایط مختلف عملیات حرارتی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی فولاد 910 مورد بررسی قرار گرفته است. پس از انتخاب ترکیب شیمیایی و تهیه فولاد، نمونه های بریده شده در دمای -18 درجه سانتی گراد آستنیته گشته و در روغن کوئنچ شدند. سپس عملیات تمپر یک و دو مرحله ای، در دماها و زمان های مختلف طبق استاندارد روی فولاد انجام شد. نمونه ها تحت بررسی های ریزساختاری و سختی سنجی به روش راکولسی قرار گرفتند. با بررسی نتایج، شرایط مناسب عملیات حرارتی انتخاب شد. به منظور انجام آزمون های ضربه در دمای -18 درجه سانتی گراد و کشش در دمای محیط، نمونه هایی تحت این شرایط عملیات حرارتی شدند. ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز نقطه ای EDS مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، وجود کاربید های زنجیره ای و نحوه توزیع آنها بر انرژی ضربه تاثیر منفی داشته اند. دلیل این مساله، ضعیف شدن مرزدانه ها و کاهش نیروی محرکه شکست می باشد. بررسی ریز ساختاری نمونه نشان داد کهافزایش زمان تمپر دوم می تواند منجر به ظریف تر شدن تیغه های مارتنزیتی شده و در نهایت افزایش انرژی ضربه شود. در نهایت با انتخاب مناسبی از زمان در دو مرحله ی تمپر، سیکل های بهینه نهایی برای رسیدن به خواص ضربه ای مناسب تعیین شد