تحلیل اثر فرایند کار سرد مکانیکی بر ویژگی‌های ریزساختاری و سختی فولادهای آستنیتی زنگ نزن 316 و LVM316

نویسندگان

1 گروه پژوهشی مواد نوین، سازمان جهاد دانشگاهی خراسان رضوی، مشهد، ایران

2 گروه پژوهشی مواد نوین، سازمان جهاد دانشگاهی خراسان رضوی، مشهد، ایران

3 گروه پژوهشی مواد نوین، سازمان جهاد دانشگاهی خراسان رضوی، مشهد، ایران

4 گروه پژوهشی مواد نوین، سازمان جهاد دانشگاهی خراسان رضوی، مشهد، ایران

doi
10.22034/ijme.2025.547323.2133
چکیده

فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و زیست‌سازگاری مناسب، از پرکاربردترین مواد در صنایع به‌ویژه تجهیزات پزشکی و ایمپلنت‌های ارتوپدی محسوب می‌شوند. بهینه‌سازی خواص مکانیکی این فولادها از طریق فرایندهای شکل‌دهی نظیر کار سرد، نقش مهمی در افزایش طول عمر و عملکرد آن‌ها دارد. در این پژوهش، اثر نورد سرد با درصد کاهش سطح مقطع مختلف بر ریزساختار و سختی فولادهای آستنیتی 316 و LVM316 مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات ریزساختاری پس از انجام نورد سرد نشان داد که با افزایش درصد کاهش سطح مقطع، دانه‌ها ریزتر شده و در جهت نورد به ویژه در درصدهای 40% و 60% امتداد بیشتری می‌یابند. نتایج سختی‌سنجی نشان داد که با کاهش 60% سطح مقطع، سختی فولاد 316 از 114 برینل به 342 برینل و سختی فولاد LVM316 از 112 برینل به 333 برینل افزایش یافت. مقایسه تصاویر میکروسکوپی با نتایج سختی‌سنجی و اشعه ایکس حاکی از آن است که در فولاد کم‌کربن LVM316، افزایش سختی عمدتاً ناشی از تغییرات مورفولوژیکی دانه‌ها در اثر کار سرد بدون ایجاد فاز مارتنزیتی قابل توجه است. اگرچه نتایج پراش اشعه ایکس، تشکیل مقدار اندکی مارتنزیت کرنشی را در فولاد 316 نشان داد، اما این فاز در تصاویر نوری و الکترونی قابل تفکیک نیست و تیغه‌های مشاهده‌شده مربوط به باندهای لغزش و دوقلویی‌های کرنشی هستند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، بهینه‌سازی شرایط کار سرد می‌تواند رویکردی مؤثر برای ارتقای خواص مکانیکی و دوام این فولادها باشد. این امر علاوه بر کاهش وابستگی به واردات مواد پیشرفته، گامی مهم در مسیر بومی‌سازی و توسعه کاربردهای صنعتی فولادهای آستنیتی زنگ‌نزن به‌شمار می‌رود.