ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลของเหล็กกล้า Fe-Cr-Mo ที่ผ่านการซินเตอริ่ง
Relationship between Microstructure and Mechanical Property of Sintered Fe-Cr-Mo Steels
Keywords:
เหล็กกล้า Fe-Cr-Mo, โครงสร้างจุลภาค, สมบัติทางกล, อัตราการเย็นตัว, Fe-Cr-Mo steel, Microstructure, Mechanical Property, CoolingrateAbstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาผลของคาร์บอนและอัตราการเย็นตัวต่อโครงสร้างจุลภาคและสมบัติในเหล็กกล้า Fe-3.0wt.%Cr-0.5wt.%Mo-0.01wt.%C ที่เติมคาร์บอนในปริมาณ 0.2 และ 0.3wt.%C โดยนำผงโลหะมาอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิห้องให้มีความหนาแน่น 6.5 g/cm3และซินเตอริ่งที่อุณหภูมิ 1280oC ในเตาสุญญากาศ ทำให้เย็นตัวด้วยก๊าซไนโตรเจนที่อัตรา0.1 และ 4.0oC/sศึกษาโครงสร้างจุลภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ศึกษาชนิดเฟสด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ทดสอบความแข็งและทดสอบแรงดึง จากการศึกษาพบว่าเมื่อให้อัตราการเย็นตัว 0.1oC/s ชิ้นงานที่เติมคาร์บอน 0.2%
มีโครงสร้างจุลภาคเป็น polygonal ferrite (PF) ส่วนชิ้นงานที่เติมคาร์บอน 0.3wt.% ประกอบด้วย PF และเบนไนต์เมื่ออัตรา
การเย็นตัวเพิ่มขึ้นเป็น 4.0oC/s มีโครงสร้างเป็นเบนไนต์ มาร์เทนไซนต์และออสเทนไนต์บางส่วนความแข็งและความต้านทานแรงดึงสูงสุดของชิ้นงานที่เติมคาร์บอน 0.2 และ 0.3% ที่อัตราการเย็นตัว 0.1oC/s มีค่าเป็น 106.7 HV0.1, 127.3 HV0.1 และ 205.3 MPa, 565.5 MPa ตามลำดับเมื่ออัตราการเย็นตัวเป็น 4.0oC/s จะมีค่าเพิ่มขึ้นเป็น 304.5 HV0.1, 436.1 HV0.1 และ 470.4 MPa, 700.2 MPa ตามลำดับ
In this work, the effect of carbon content and cooling rate on microstructure and mechanical property of the Fe-3.0wt.%Cr-0.5wt.%Mo-0.01wt.%C steel was investigated. The pre-alloyed powder was mixed with 0.2 and 0.3wt.%C. The powder mixtures were compacted with hydraulic compactor at room temperature to green density of 6.5 g/cm3. The green compact were sintered at 1280 ˚C in vacuum furnace and cooled by nitrogen gas with cooling rate of 0.1 and 4.0oC/s. It was found that the microstructure of 0.2wt.%C sintered steel at cooling rate of 0.1oC/sconsisted of polygonal ferrite (PF). The steelcontaining 0.3wt.%C, the microstructure consisted of PF and bainite. At higher cooling rate of 4.0oC/s, bainite, martensite and some retained austenite (γ) were found in both steels. The Vickers microhardness and ultimate tensile strength of the steels containing 0.2 and 0.3wt.%C with cooling rate of 0.1oC/s were 106.7 HV0.1, 127.3 HV0.1 and 205.3 MPa, 565.5 MPa, respectively. At cooling rate of 4.0oC/s, Vickers microhardness and ultimate tensile strength were increased up to 304.5 HV0.1, 436.1 HV0.1 and 470.4 MPa, 700.2 MPa, respectively.
References
นภิสพร มีมงคล. (2548). โลหะกรรมวัสดุผง Powder Metallurgy. สงขลา: มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์. [1]
Lindberg, C., Johansson, B., & Maroli, B. (2000). Mechanical properties of warm compacted Astaloy CrM, Euro PM. In Proceedings of an international conference held in Shrewsbury (pp. 1-8). UK: Shrewsbury.
Höganäs, A. B. (2015). Handbook for Iron and Steel Powders: Hoganas Iron and Steel Powders for Sintered Components. Sweden: Helsingborg.
Lewenhagen, J. (2000). Chromium steel powders for components. Mater. Sci. Forum, 2000, 241-246.
Moghaddam, K. S., & Solimanjad, N.(2013). Effects of sinter hardening technology on homogeneous and heterogeneous microstructures. Powder Metallurgy, 56, 245-250.
Dobrzañski, L. A. & Musztyfaga, M. (2009). Effect of cooling rates on sinter-hardened steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 37/2, 630-638.
Dobrzañski, L. A. & Musztyfaga, M. (2009). Influence of cooling rates on properties of pre-alloyed PM materials. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 37/1, 28-35.
Dlapka, M., Danninger, H., Gierl, Ch., & Lindqvist, B. (2010). Sinter hardening Cr-Mo prealloyed steels with sufficient toughness. Powder Metallurgy Progress, 10, 20-31.
Sulowaski, M., & Cias, A. (2011). The effect of sintering atmosphere on the structure and mechanical properties of sintered Fe-Mn-Cr-Mo-C structural steels, Powder Metall. In Proceedings of an international conference held in Pune (pp. 123-131). India: Pune.
Moghaddam, S., Farhangi, H., Ghambari, M., & Solimanjad, N. (2012). Effect of sinter hardening on mechanical properties of Astaloy CrM powder metallurgy steel. Micro & Nano Letters, 7, 955–958.
Yu, Y. (2000). Thermodynamic and kinetic behaviours of Astaloy CrM. Powder Metallurgy World Congress. In Proceedings of an international conference held in Kyoto (pp. 9-11). Japan: Kyoto.
Translated Thai Reference
Meemongkol, N. (2005). Powder Metallurgy. Songkhla: Songklanakarin University. [in Thai] [1]
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2016 Naresuan University Journal: Science and Technology
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
