موضوع مقاله: فولادهای بینابینی(IF Steels) | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فولادهای بینابینی(IF Steels) | مقدمه: با پیشرفت تکنولوژی نیاز به فولادهایی با وزن کمتر و استحکام بیشتر بیش از پیش احساس می‌شود. | ## بخش 1: فولادهای بینابینی(IF Steels) | فولادهای بینابینی(IF) به دلیل درصد کم کربن و نیتروژن(0.003<%C و ۰٫۰۰۴<%$) این ویژگی را دارا هستند. میزان شکل‌پذیری مقدار r به عنوان معیاری از قابلیت کشش عمیق یا شکل‌پذیری ماده مورد استفاده قرار می‌گیرد. وقتی یک ماده در تست تنش مورد کرنش پلاستیکی قرار می‌گیرد، نسبتی به نام r را تعریف می‌کنیم که عبارت است از نسبت کرنش در جهت پهنا به کرنش در جهت ضخامت. r=εw/εt در شکل ۱ زیر مقدار r در تست کشش به خوبی مشاهده می‌شود: ترکیب شیمیایی یک رابطه پیچیده برای ترکیب شیمیایی وجود دارد: رسوب، تبلورد مجدد و جوانه‌زنی. همان‌طور که در شکل معلوم است افزایش نیتروژن و فولاد تأثیر مخربی بر شکل‌پذیری دارد. افزایش میزان این عناصر باعث می‌شود که این عناصر فضاهای سودمند بینابینی را پر کنند؛ بنابراین برای تولید این نوع فولاد نیاز است که میزان کربن و نیتروژن تا حد امکان کاهش یابد. تیتانیوم و نیوبریوم کم کردن میزان نیتروژن و کربن محصول کنترل دقیق فرایند و جوشکاری در خلأ است. برای حذف مقادیر باقیمانده تیتانیوم و نیوبیوم به صورت جداگانه به محلول مذاب اضافه می‌شود تا اتم‌های بینابینی از محلول جامد از طریق رسوب کاربید، نیترید و کاربونیترید حاصل شود.سولفور پایین آوردن میزان سولفور محلول در فولادهای بینابینی باعث می‌شود که رسوب کاربیدهای تیتانیوم بهتر انجام شود؛ بنابراین تمایل به تبلور مجدد و رشد دانهافزایش می‌یابد. این مسئله در شکل ۳ بهتر نمایان می-شود: سولفور و منگنز هنگامی که مقادیر سوفور و منگنز موجود در بیشتر از ۰٫۰۰۱ و کمتر از ۰٫۰۸ شود، ترکیب MnS تشکیل می‌شود. این رسوبات دارای یک تأثیر قدرتمند هستند و باعث اصلاح ساختار دانه(آستنیت به فریت) می‌شوند. | ## بخش 2: فولادهای بینابینی(IF Steels) | منگنز، سیلیکون و فسفر اگر ویژگی سختی به فولادهای IF اضافه نشوند، خواص آنها به خواص آهن خالص بسیار شبیه خواهدبود که استفاده از این فولاد را برای تولید صفحات غیرممکن می‌کند. سه عنصر رایجی که برای تقویت فولاد استفاده می‌شوند عبارتند از: منگنز، سیلیکون و فسفر تأثیر استفاده از این سه عنصر در شکل ۴ مشخص شده‌است. همان‌طور که در شکل مشخص است استحکام تسلیم و استحکام کششی به صورت خطی افزایش می‌یابد اما خاصیت کشش به صورت خطی کاهش می‌یابد. متأسفانه افزودن فسفر ممکن است منجر به افزایش دمای انتقال شکنندگی_انعطاف¬ پذیری شود که این مسئله ممکن است به شکست ترد منجر شود. عناصر ترمپ مطالعاتی بر روی تأثیر مس، نیکل، قلع و کروم بر متغیرهای r، کشش و استحکام کششی انجام شده‌است. بر این اساس مقادیر پیشنهادی(۰٫۰۸) مس کمترین تأثیر را بر روی هر کدام از این پارامترها دارد. در مقادیر بالاتر(۰٫۱–۰٫۲۲)، کشش و r کاهش می‌یابند اما استحکام کششی افزایش می‌یابد. همان‌طور که مشخص است در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد، رسوبات کاربید و کاربونیترید تقریباً به‌طور کامل حل می‌شوند درحالیکه TiN و TiS به نسبت پایدار هستند. برخی از محققان تأثیر حرارت‌دهی مجدد قطعه(SRT) را بر متغیر r ناچیز می‌دانند در حالیکه سایر محققان این متغیر را بر شکل‌دهی به ماده مؤثر می‌دانند. در مجموع می‌توان گفت که تأثیر SRT ناچیز است مگر آنکه بخواهیم در دمای کمتر از ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد از آن استفاده کنیم. | ## بخش 3: فولادهای بینابینی(IF Steels) | سخت‌کردن(roughing) یکی از محبوب‌ترین اجزا بافت برای توسعه محصولی با ارزش r بالا زمانی اتفاق می‌افتد که اندازه دانه آستنیتی که دوباره گرم می‌شود بزرگ باشد، کرنش اولیه زیاد باشد (کاهش بیش از ۵۰٪)، و دمای پایانی کمتر از دمای تبلور مجدد آستنیت باشد. این مسئله بیانگر آن است که تکامل سودمند اجزای سطح ارتباط نزدیکی با صورت شکل‌گیری دانه‌های آستنیت دارد. نورد سرد دو عملکرد اصلی برای پردازش نورد سرد وجود دارد: تولید به اندازه نیاز مشتری و بهینه‌سازی مشخصه r ماده از طریق تولید یک سازه ناقص با انرژی بالا از طریق تبلور مجدد دانه‌هایی که در طول فرایند بازپخت رشد می‌کنند. سختی، شکنندگی و سخت‌شوندگی کرنشی یا شاخص n نمایش داده می‌شود که با درجه سرمای کاهشی کمی تفاوت دارد. روکش داغ برای مقابله با خوردگی، امروزه در اکثر اتومبیل‌ها از روکش داغ برای ساخت صفحات بدنه استفاده می‌شود. یکی از معیارهای اصلی این است که مواد بعد از روکش همچنان کیفیت خود را حفظ کنند تا هیچگونه مشکل جدی در فرایند شکل‌دهی پیش نیاید. از دو کارخانه گزارش شده‌است که معیار r فولادهای گالوانیزه در حدود ۰٫۲ و کشیدگی در حدود ۱٪ در مقایسه با فولادهای بدون روکش کاهش یافته‌است. بر همین اساس فولادهایی که قبلاً روکش نداشته‌اند و به یکباره روکش‌دار شده‌اند ممکن است در عملیات شکل‌دهی فشاری عملکرد ضعیف‌تری داشته باشند. | ## جمع‌بندی | کاهش در معیار r و کشیدگی اجتناب‌ناپذیر است ولی می‌توان آن را به کمترین حد ممکن رساند.