خواص مکانیکی و عملکرد سایش نوردی-لغزشی چدن داکتیل دوفازی به عنوان یک ماده بالقوه برای استفاده در چرخ مترو

Mechanical properties and rolling-sliding wear performance of dual phase austempered ductile iron as potential metro wheel material

چکیده

چدن داکتیل دوفازی (ADI) به وسیله آستمپرکردن میان بحرانی در دماهای مختلف آستنیته کردن جزئی تولید گردید. آستینته کردن جزئی در فاصله میان بحرانی دارای تاثیر بر مقدار و مورفولوژی میکروساختار در ADI  است. تاثیر دماهای آستنیته کردن جزئی بر خواص مکانیکی و عملکرد سایش نوردی لغزشی ADI نیز بررسی شدند. نتایج نشان دهنده افزایش پایا در استحکام کششی و استحکام تسلیم با افزایش دمای آستنیته کردن جزئی هستند درحالی که آستنیته کردن، رفتاری مخالف با آن برای ازدیاد طول مشاهده می‌شود. ترکیب بهینه از جمله استحکام کششی نهایی MPa 746، چقرمگی ضربه ای  ۱۲۵j و ازدیاد طول ۱۴ درصد در ADI آستنیته شده بطور جزئی در  ⁰C ۸۱۰ بدست می‌آید که از ۲۰ درصد فریت پرویوتکتوئید و ۸۰ درصد جزء آسفریت تشکیل می‌شود.

رفتار سایشی را می‌توان از اینکه لایه سختکاری شده تکه شده و جدا شده فهمید. مکانیسم عمده سایش تحت شرایط تبرید در هوا لایه لایه شدگی ناش از تغییرشکل زیرسطحی است. نرخ سایش با افزایش سختی زمینه کاهش می‌یابد. بر اساس نتایج تست های مکانیکی و سایش، ADI دوفازی آستنیته شده جزئی در ⁰C 810 عملکرد سایشی فوق العاده و نیز خواص مکانیکی نسبتا منطقی نشان می‌دهد که بیانگر قابلیت این ماده برای کاربرد در چرخ های مترو است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Dual phase austempered ductile iron (dual phase ADI) was produced through intercritical austempering with various partially austenitizing temperatures. Partial austenitization within the intercritical interval has a profound influence on the amount and morphology of microstructure in dual phase ADI. The influence of partially austenitizing temperatures on the mechanical properties and rolling-sliding wear performance of dual phase ADI were also investigated. The results show steady increases in the tensile strength and yield strength with increasing partially austenitizing temperature, while the opposite behavior is observed for elongation. The optimum combination including ultimate tensile strength of 746 MPa, impact toughness of 125 J and elongation of 14% is obtained in the dual phase ADI partially austenitized at 810 °C, which is composed of 20% proeutectoid ferrite and 80% ausferrite constituent.

Wear behavior could be understood from the manner the hardened layer fragmented and detached. The main wear mechanism under air cooling condition is delamination due to subsurface deformation. Wear rate decreases as matrix hardness increases. According to the results of mechanical and wear tests, dual phase ADI partially austenitized at 810 °C demonstrates superior wear performance as well as relatively reasonable mechanical properties, suggesting the potential of this material for application in metro wheels.