سیما ترکیان - Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
علی شفیعی - Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
محمدرضا طرقی نژاد - Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
مرتضی صفری - Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran

در این پژوهش تاثیر زمان عملیات زیر صفر روی رفتار تریبولوژیکی و ریزساختار فولاد سخت شونده سطحی ۵۱۲۰AISI ، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه­های دیسکی شکل در دمای ۹۲۰ درجه سانتی گراد به مدت ۶ ساعت کربن دهی و در هوا خنک شدند و پس از آستنیته­کردن درروغن سرمایش شدند؛ سپس بلافاصله پس از سرمایش و سنباده زنی، نمونه ها به مدت ۱، ۲۴، ۳۰ و ۴۸ ساعت در نیتروژن مایع نگهداری شدند و در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲ ساعت بازگشت شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از ساچمه کاربید تنگستنی با دو بار ۸۰ و ۱۱۰ نیوتن انجام شد. به منظور مشاهده کاربید ها از محلول کلرید مس (۵ گرم)+ هیدروکلریک اسید (۱۰۰ میلی لیتر) + اتانول (۱۰۰ میلی لیتر) استفاده شد. سختی نمونه­ها به روش ویکرز با بار ۳۰۰ 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، ۸ درصد، ۱DCT، ۴ درصد و در بقیه­ی نمونه­ها 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 ۸۰ و ۱۱۰ نیوتن، در زمان­های ۱ و ۲۴ ساعت نسبت به نمونه عملیات زیر صفر نشده افزایش و در نمونه های ۳۰ و ۴۸ ساعت عملیات زیر صفر شده کاهش یافته است؛ به­گونه­ای که نمونه­ی ۴۸ ساعت عملیات زیر صفر شده دارای کمترین مقاومت سایشی است. علت افزایش سختی نمونه­ها به دلیل کاهش میزان آستنیت باقی مانده در اثر عملیات زیر صفر عمیق و دلیل کاهش مقاومت سایشی نمونه­ها پس از ۲۴ ساعت، رشد کاربید­ها و توزیع غیریکنواخت آن در ریز­ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان ۲۴ ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد ۵۱۲۰ زمانی بهینه است.

Deep cryogenic treatment, Retained austenite, Hardness, Wear resistance, Carbide, عملیات زیر صفر عمیق, آستنیت باقی مانده, سختی, مقاومت سایشی, کاربید