در این پژوهش تأثیر سیکل‌های مختلف عملیات حرارتی شامل آستنیته‌کردن، کوئنچ، تمپر یک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای و آستمپر بر ریزساختار و سختی فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی AISI 420 مورد بررسی قرار گرفت. مجموعا ۱۴ سری نمونه پس از آماده‌سازی تحت سیکل‌های مختلف عملیات حرارتی قرار گرفتند و سپس با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری (OM)، الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز طیف‌سنجی پراش اشعه ایکس(EDS) ارزیابی شدند. نمونه خام آنیل‌شده دارای ساختاری یکنواخت، دانه‌های ریز و سختی کم بود. کوئنچ در آب و روغن منجر به تشکیل مارتنزیت سوزنی‌شکل شد؛ با این تفاوت که نمونه‌های کوئنچ آب سختی بالاتری همراه با ترک‌زایی گسترده نشان دادند. در حالی که کوئنچ روغن با سختی کمتر اما بدون ترک همراه بود. تمپر یک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای سبب کاهش سختی در نمونه‌ها شدند، اما هیچ ‌یک مزیتی نسبت به یکدیگر نداشتند. در عملیات آستمپر، تشکیل فازهای بینایتی، رسوب کاربیدهای نانو اندازه و تغییر مورفولوژی زمینه تحت تأثیر دما و زمان بررسی شد. نمونه‌های آستمپر در C° ۳۵۰ با افزایش زمان از ۱۰ تا ۴۰ دقیقه، روند پیشرونده‌ای در بهبود ریزساختار و افزایش سختی نشان دادند و نمونه ۴۰ دقیقه دارای بیشترین میزان سختی (حدود 5/48 راکول سی) و عدم ترک‌زایی بود. در مقابل، تمامی نمونه‌های آستمپر در C° ۴۵۰ اگرچه سختی نسبتاً بالایی داشتند، اما به دلیل تشکیل ترک‌های بین‌دانه‌ای و کاربیدهای اکسیدی، از پایداری مکانیکی ضعیفی برخوردار بودند. تحلیل EDS نیز نشان داد کاربیدها غالبا از نوع M₂₃C₆ و نمونه‌ها هم در برخی شرایط دچار اکسیداسیون سطحی شده‌اند.

کلمات کلیدی