تأثير مؤشرات التلدين على نمو الحبيبات وإعادة التبلر في سبيكة الصلب 347 مع 0.55% نيوبيوم

الملخص

تمت دراسة تأثيرات درجة حرارة التخمير وزمن التسخين على إعادة التبلور والنمو الحبيبي في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المصنف AISI 347H والمثبت بالنيوبيوم بنسبة وزنية تبلغ 0.55%، وذلك تحت ظروف حرارية متساوية (درجة حرارة ثابتة). خُمرت العينات عند درجتي حرارة 1000 درجة مئوية و1200 درجة مئوية لأزمنة بلغت 5 و10 و30 دقيقة. جرى توصيف إعادة التبلور عند 1000 درجة مئوية بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح وحيود ارتداد الإلكترونات (SEM-EBSD)، بينما حُدد الحجم الحبيبي كمياً بواسطة الفحص الميتالورجي الضوئي باستخدام برنامج ImageJ.

عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية، كانت المادة معاد تبلورها بنسبة 65% تقريباً بعد مرور 5 دقائق، وبنسبة 95% تقريباً بعد 10 دقائق؛ وبعد 30 دقيقة، تمت إعادة تبلور البنية المجهرية بالكامل وظهر نمو حبيبي ملحوظ. وعند درجة حرارة 1200 درجة مئوية، حدث انتقال سريع من مرحلة تثبيت الحدود البلورية المحكوم بالرواسب إلى مرحلة النمو الحبيبي السريع، حيث تم الحصول على بنية معاد تبلورها بالكامل خلال الدقائق الخمس الأولى، تبع ذلك تضخم واضح في الحبيبات مع زيادة زمن الاستبقاء. بلغت أبعاد متوسط الحجم الحبيبي المقاس عند 1200 درجة مئوية 57 و85 و235 ميكرومتر بعد 5 و10 و30 دقيقة على التوالي. ويتوافق هذا النمو الحبيبي المتسارع عند 1200 درجة مئوية مع زيادة حركة الحدود الحبيبية وانخفاض فاعلية الرواسب المحتوية على النيوبيوم كعوامل لتثبيت الحدود البلورية.

تم تطبيق نموذج قانون القوة للنمو الحبيبي على البيانات المستخرجة عند 1200 درجة مئوية، مما أعطى أُساً للنمو يبلغ 1.597 وتوقع حسابه حجماً حبيبياً يقارب 162 ميكرومتر بعد مرور 20 دقيقة. وتظهر هذه النتائج التأثير القوي لدرجة حرارة وزمن التخمير على إعادة التبلور وهجرة الحدود الحبيبية اللاحقة في فولاذ AISI 347H.