تاثیر زمان عملیات زیر صفر عمیق بر سختی و رفتار سایشی فولاد 5120AISI

در این پژوهش تاثیر زمان عملیات زیر صفر روی رفتار تریبولوژیکی و ریزساختار فولاد سخت شونده سطحی 5120AISI ، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه های دیسکی شکل در دمای 920 درجه سانتی گراد به مدت 6 ساعت کربن دهی و در هوا خنک شدند و پس از آستنیته کردن درروغن سرمایش شدند؛ سپس بلافاصله پس از سرمایش و سنباده زنی، نمونه ها به مدت 1، 24، 30 و 48 ساعت در نیتروژن مایع نگهداری شدند و در دمای 200 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت بازگشت شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از ساچمه کاربید تنگستنی با دو بار 80 و 110 نیوتن انجام شد. به منظور مشاهده کاربید ها از محلول کلرید مس (5 گرم)+ هیدروکلریک اسید (100 میلی لیتر) + اتانول (100 میلی لیتر) استفاده شد. سختی نمونه ها به روش ویکرز با بار 300 نیوتن قبل و بعد از بازگشت اندازه گیری شد. درصدآستنیت باقی مانده از روش تفرق اشعه X محاسبه شد؛ میزان آستنیت باقی مانده در نمونه CHT، 8 درصد، 1DCT، 4 درصد و در بقیه ی نمونه ها به میزانی کاهش یافته است که در الگوی پراش پیکی مشاهده نشد. نتایج نشان داد که عملیات زیر صفر عمیق منجر به افزایش سختی در تمام نمونه ها شده و میزان مقاومت سایشی در نمونه ها در هر دو بار اعمالی 80 و 110 نیوتن، در زمان های 1 و 24 ساعت نسبت به نمونه عملیات زیر صفر نشده افزایش و در نمونه های 30 و 48 ساعت عملیات زیر صفر شده کاهش یافته است؛ به گونه ای که نمونه ی 48 ساعت عملیات زیر صفر شده دارای کمترین مقاومت سایشی است. علت افزایش سختی نمونه ها به دلیل کاهش میزان آستنیت باقی مانده در اثر عملیات زیر صفر عمیق و دلیل کاهش مقاومت سایشی نمونه ها پس از 24 ساعت، رشد کاربید ها و توزیع غیریکنواخت آن در ریز ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان 24 ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد 5120 زمانی بهینه است.