2-10-1- تاثیر عملیات حرارتی بین بحرانی بر تردی ناشی از تمپر کردن
نخستین بررسی از سودمندی عملیات حرارتی بین بحرانی بر چقرمگی ضربه و کاهش تردی ناشی از تمپر کردن توسط Sazonov ]50[ ، Roux ]51[ و Born و Haarman ]52[ به ترتیب در مورد فولادهای مخازن تحت فشار Mn-Mo-V و Mn-Ni-Mo-Nb ارائه شده است که بهبود قابل توجه چقرمگی در دمای پایین را گزارش کرده اند .
تاثیر کاهش تردی ناشی از تمپر کردن روی فولاد با عناصر آلیاژی Ni-Cr-Mo-V مورد استفاده در ژنراتور و توربین با ریزساختار اولیه مارتنزیتی حاصل از آستنیته کامل در C°845 که تحت عملیات حرارتی بین بحرانی در C° 750 قرار گرفته بیانگر تردی ناشی از تمپر کردن از سرمایش پله ای حاصل از دمای تمپر نهایی و از مقایسه با دمای ظاهری شکست (FATT) و انرژی بالایی شلف آزمایش ضربه تعیین شده است .
همین پارامترهای آزمایش ضربه برای نمونه هایی که از دمای نهایی تمپر کوئنچ شده بودند(فاقد تردی) با نمونه های قبلی که مستعد تردی ناشی از تمپر هستند بررسی شده است . نتایج کاهش FATT در حالت ترد شدن، اثر عملیات حرارتی بین بحرانی را نشان می دهد اما کاهش محسوس در FATT در حالت کوئنچ از دمای تمپر مشاهده نشده است .
Wada و Doane همچنین اثر مولیبدن را بر تردی ناشی از تمپر کردن از عملیات حرارتی بین بحرانی بررسی کرند و نتیجه گرفتند که تردی ناشی از تمپر کردن در مقایسه با حالت کوئنچ – تمپر مرسوم کاهش یافته است]53[ .
بررسی های دیلاتومتری و پراش اشعه ایکس مراحل تمپر کردن
مراحل مختلف تمپر کردن که در فاز مارتنزیت اتفاق می افتد بوسیله ی اندازه گیری دقیق دیلاتومتری و پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی می شود .
با استفاده از هر دو عامل سرعت گرمایش ثابت و آزمایش دیلاتومتری ایزوترم ، فعل و انفعالات مراحل مختلف تمپر کردن که منجر به تغییر حجم می شوند ، اندازه گیری می شود .
از آزمایش پراش اشعه ایکس ، اطلاعاتی از مراحل فرآیند تمپر کردن استخراج می گردد .
پارامترهای واکنش سینتیکی ، به خصوص انرژی اکتیواسیون را می توان به وسیله ی تغییر در خواص فیزیکی که حرکت استحاله را باعث می شوند ، بررسی نمود .
یکی از این خواص ، تغییر حجم ویژه است که از تغییرات طول انبساطی بدست می آید .
کسر استحاله یافته( بصورت زیر تعریف می شود :
در این رابطه ، l طول نمونه و ، به ترتیب طول اولیه و طول نهایی نمونه (قبل و بعد از استحاله) می باشد . در شرایط غیر ایزوترم ، به دما ، سرعت و مقدار استحاله وابسته هستند .
در شرایط ایزوترم یک استحاله حالت جامد غیر همگن اغلب بوسیله معادله جانسون – مهل – آورامی توصیف می شود]20[.
مقدار آستنیت باقی مانده به سختی پذیری فاز آستنیت استحاله یافته و اندازه دانه آستنیت بستگی دارد .
کسر حجمی آستنیت باقی مانده با استفاده از روش مقایسه مستقیم تعیین می شود.
دمای شروع مارتنزیت () ، از رسم نسبت به دما تعیین می شود .
کاربرد انبساط خطی( ) با انبساط حجمی بصورت زیر تعریف می شود :
استحاله مارتنزیتی در دمای اتاق کامل نمی باشد که توسط پراش نوترونی ثابت شده است .
‏شکل (2-27) منحنی های مشخصه از منحنی های دیلاتومتری برای عملیات تمپر کردن با سرعت 5 را نشان می دهد .
منحنی های انبساط سنجی برای توده مارتنزیتی مشابه فاز مارتنزیت موجود در فولاد دو فازی نمونه ها از 20 تا 500 درجه سانتی گراد با سرعت گرمایش ثابت 5 گرمایش داده شده اند ؛ (الف)- تغییر طول نمونه ناشی از تمپر کردن ، (ب) – تغییر انحراف طول بر حسب تابعی از دما ]54[
جابجایی مشخصی در نقاط عطف مطابق پدیده تمپر کردن به دمای بالاتر استحاله برای سرعت های گرمایش بالاتر مشاهده می شود .
در این حالت برای محاسبه f در رابطه آورامی(2-20) استفاده می شود . در این مورد انحراف از انبساط حرارتی ایده آل را ناشی از تمپر کردن نشان می دهد . تغییر طول را به فرآیند تمپر کردن مربوط ساخته اند که در این حالت اتفاق می افتد .
تعیین درست موقعیت نقاط عطف از رسم مشتق اول تغییر طول بر حسب تابعی از دما (‏شکل (2-27) (پ)) انجام گرفته است .
پنج مرحله متمایزی که در طول تمپر کردن مارتنزیت می تواند وجود داشته باشد عبارتند از :