Μελέτη και ανάλυση μικροδομής χαλύβων χαμηλής κραμάτωσης μετά από επιβολή τάχιστων θερμικών κύκλων (UFHT)

Αϊβάζογλου, Ελένη; Aivazoglou, Eleni

dc.contributor.author	Αϊβάζογλου, Ελένη	el
dc.contributor.author	Aivazoglou, Eleni	en
dc.date.accessioned	2016-04-08T10:03:47Z
dc.date.issued	2016-04-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42343
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11945
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Χάλυβας	el
dc.subject	Μετασχηματισμοί φάσεων	el
dc.subject	Διαστολομετρία	el
dc.subject	Μαρτενσίτης	el
dc.subject	Μπαινίτης	el
dc.subject	Steel	en
dc.subject	Phase transformations	en
dc.subject	Dilatometry	en
dc.subject	Martensite	en
dc.subject	Bainite	en
dc.title	Μελέτη και ανάλυση μικροδομής χαλύβων χαμηλής κραμάτωσης μετά από επιβολή τάχιστων θερμικών κύκλων (UFHT)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Ultra-Fast-Heat-Treatment: UFHT Θερμική κατεργασία ταχείας αναθέρμανσης - βαφής	el
heal.classification	Φυσική μεταλλουργία	el
heal.classification	Σχεδιασμός προηγμένων χαλύβων υψηλής αντοχής	el
heal.classification	Physical metallurgy	en
heal.dateAvailable	2017-04-07T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-17
heal.abstract	Η ανάγκη της βιομηχανίας για τη δημιουργία προϊόντων χάλυβα με ανώτερες μηχανικές ιδιότητες, τα οποία συνδυάζουν υψηλή αντοχή σε συνδυασμό με μεγάλη ολκιμότητα, έχει οδηγήσει το ερευνητικό ενδιαφέρον στην ανάπτυξη νέων κραμάτων χάλυβα με σύνθετες μικροδομές. Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες για τη λήψη σύνθετων πολυφασικών μικροδομών είναι η θερμική κατεργασία που ακολουθείται. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετήθηκε η δυνατότητα ανάπτυξης πολυφασικού χάλυβα μέσω τάχιστης θερμικής κατεργασίας (Ultra Fast Heat Treatment- UFHT), η οποία συνίσταται στη θέρμανση του δοκιμίου με ρυθμό 200°C/s σε επιλεγμένη θερμοκρασία της ωστενιτικής περιοχής (Τpeak), παραμονή σε αυτή τη θερμοκρασία για 2s και τέλος βαφή με ρυθμό ψύξης 300°C/s. Χρησιμοποιήθηκαν τρία δείγματα χάλυβα χαμηλής κραμάτωσης μεσαίου άνθρακα ΑISI 4140, τα οποία θερμάνθηκαν στους 1080°C, 910°C και 950°C αντίστοιχα. Η θερμική κατεργασία εκτελέσθηκε μέσω της τεχνικής της διαστολομετρίας στο TU Delft, με στόχο την καταγραφή των μετασχηματισμών φάσεων που λαμβάνουν χώρα κατά την ταχεία θέρμανση και ψύξη των δειγμάτων καθώς και τη διασφάλιση της ακρίβειας στις παραμέτρους της θερμικής κατεργασίας. Για την μελέτη των μικροδομών χρησιμοποιήθηκαν οπτική και ηλεκτρονική μικροσκοπία, περιθλασιμετρία ακτίνων Χ καθώς και εκτελέσθηκαν σκληρομετρήσεις και μικροσκληρομετρήσεις. Μέσω των σκληρομέτρησεων και μικροσκληρομετρήσεων των τριών δειγμάτων παρατηρείται ότι η τιμή της σκληρότητας δεν αντιστοιχεί σε σκληρότητα προϊόντων μαρτενσιτικής βαφής, αλλά προσεγγίζει τιμές σκληρότητας προϊόντων βαφής και επαναφοράς. Η μελέτη των παραγόμενων μικροδομών στο οπτικό μικροσκόπιο και έχοντας υποστεί «colour etching», υπέδειξε ότι οι μικροδομές απαρτίζονται κυρίως από μαρτενσίτη και μπαινίτη. Η λεπτοκρυσταλλικότητα της μικροδομής επέβαλε την εξέταση των μικροδομών στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο SEM, τα αποτελέσματα του οποίου συνηγορούν στην ύπαρξη δύο κύριων φάσεων. Ωστόσο, απαραίτητη για την επιβεβαίωση της ύπαρξης μπαινίτη είναι η μελέτη μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διερχόμενης δέσμης (TEM), η χρήση όμως αυτού ξεφεύγει από τα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας. Μέσω της μελέτης των πειραματικών αποτελεσμάτων συμπεραίνεται ότι η ταχεία θερμική κατεργασία επηρεάζει έντονα την χημική ομοιογένεια, καθώς και την κοκκομετρία του υλικού κατά τη θέρμανση και παραμονή στη θερμοκρασία Τpeak με αποτέλεσμα στο στάδιο της βαφής οι μετασχηματισμοί φάσεων να ακολουθούν διαφοροποιημένη από τη θεωρητικά αναμενόμενη πορεία, αποδίδοντας με τη σειρά τους εκλεπτυσμένες μικροδομές με ιδιάζουσες ιδιότητες.	el
heal.abstract	The demand of industrial applications for improved and advanced mechanical properties of steels, which combine high tensile strength with good ductility, has resulted in the development of new steel grades with complex microstructures. One of the most significant factors in order to receive complex multiphase microstructures is the imposed heat treatment. In the context of this thesis the ability of developing multiphase steel through an Ultra Fast Heat Treatment (UFHT) was investigated. UFHT consists of reheating to selected temperature (Τpeak) in the austenite region at reheating rate of 200°C/s, holding at the peak temperature for 2s followed by helium quenching at cooling rate of 300°C/s. The material studied is a medium-carbon heat-treatable high-strength steel, AISI 4140. Three specimens were used and the selected peak temperatures were 1080°C, 910°C and 950°C respectively. UFHT was carried out in dilatometer at the Technical University Delft (TUD), in order to fully record the course of phase transformations. The samples after the heat treatment were analyzed by light optical microscope, scanning electron microscope and X-rays diffraction for microstructural characterization. In addition, hardness and micro- hardness tests were carried out. Hardness and micro-hardness experiments imply that the obtained microstructure is not fully martensitic, as expected based on CCT (continuous cooling transformation) diagrams. Color etching and light optical microscopy (LOM) showed that possibly a mixed bainitic-martensitic is obtained. Investigation by means of scanning electron microscopy was obligatory in order to go in greater depth of the microstructure, taking into regard its complexity. It is concluded that the ultra fast heat treatment affects the material's chemical heterogeneity and grain size during reheating and holding in such a way that during quenching, phase transformations and their kinetics follow significantly altered routes. It is thus feasible to receive complex microstructures with peculiar properties in one step.	en
heal.advisorName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Παπαευθυμίου, Σπύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true