@article { author = {Torkian, S. and Shafyei, A. and Shafyei, A. and Toroghinejad, M.R. and Toroghinejad, M.R. and Safari, M.}, title = {Effect of Deep Cryogenic Treatment on Hardness and Wear Behavior of 5120 AISI Steel}, journal = {Journal of Advanced Materials in Engineering (Esteghlal)}, volume = {35}, number = {3}, pages = {57-67}, year = {2022}, publisher = {Isfahan University of Technology}, issn = {2251-600X}, eissn = {2423-5733}, doi = {10.18869/acadpub.jame.35.3.57}, abstract = {In this paper the effect of deep cryogenic treatment time on microstructure and tribological behavior of AISI 5120 case hardennig steel is studied. The disk shape samples were carburized at 920 ◦C for 6 hours and air cooled; after austenitizing, the samples were quenched in oil.Then immediately after quenching and sanding, the sample were kept in liquid nitrogen for 1, 24, 30 and 48 h and then tempered at 200 ◦C for 2 hours. The wear test was done by ball on disk method using of WC ball at 80 and 110 N load. For characterization of carbides, the etchant solution of CuCl2 (5 gr)+HCl (100 mL) + ethanol (100 mL) was used. The hardness of samples before and after of tempering was measured by vicers method at 300 N load.. The amount of retained austenite was measured by X Ray Diffraction method. For 1DCT and 24DCT samples it was about 8% and 4%; in the other samples, the retained austenite peal was so decreased that it was not visible. The result showed that the hardness increases by deep cryogenic treatment in all speciments. While wear resistance increases in 1DCT and 24DCT samples, it decreases for 30DCT and 48DCT samples in compare with Conventional heat treatment (CHT) sample in both applied loads, such that , 48DCT sample has the least wear resistance. The cause of increament of hardness is due to reduction in amount of retained austenite as a result of deep cryogenic treatment and decreasing in wear resistance after 24 hour, is due to carbide growth and nonhemogenuse distribution in microstructure and then weakening of matrix. So the 24 hour deep cryogenic treatment was the best optimal for AISI 5120 steel.}, keywords = {Deep cryogenic treatment,Retained austenite,Hardness,Wear resistance,Carbide}, title_fa = {تأثیر زمان عملیات زیر صفر عمیق بر سختی و رفتار سایشی فولاد 5120AISI}, abstract_fa = {در این پژوهش تاثیر زمان عملیات زیر صفر روی رفتار تریبولوژیکی و ریزساختار فولاد سخت شونده سطحی 5120AISI ، مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور نمونه­های دیسکی شکل در دمای 920 درجه ‌سانتی‌گراد به مدت 6 ساعت کربن‌دهی و در هوا خنک شدند و پس از آستنیته­کردن درروغن سرمایش شدند؛ سپس بلافاصله پس از سرمایش و سنباده زنی، نمونه‌ها به مدت 1، 24، 30 و 48 ساعت در نیتروژن مایع نگهداری شدند و در دمای 200 درجه ‌سانتی‌گراد به‌مدت 2 ساعت بازگشت شد. آزمون سایش به روش گلوله روی دیسک با استفاده از ساچمه کاربید تنگستنی با دو بار 80 و 110 نیوتن انجام شد. به‌منظور مشاهده‌ کاربید‌ها از محلول کلرید مس (5 گرم)+ هیدروکلریک اسید (100 میلی‌لیتر) + اتانول (100 میلی‌لیتر) استفاده شد. سختی نمونه­ها به روش ویکرز با بار 300 نیوتن قبل و بعد از بازگشت اندازه‌گیری شد. درصدآستنیت باقی‌مانده از روش تفرق اشعه X محاسبه شد؛ میزان آستنیت باقی‌مانده در نمونه CHT، 8 درصد، 1DCT، 4 درصد و در بقیه­ی نمونه­ها به میزانی کاهش یافته است که در الگوی پراش پیکی مشاهده نشد. نتایج نشان داد که عملیات زیر صفر عمیق منجر به افزایش سختی در تمام نمونه‌ها شده و میزان مقاومت سایشی در نمونه‌ها در هر دو بار اعمالی 80 و 110 نیوتن، در زمان­های 1 و 24 ساعت نسبت به نمونه عملیات زیر صفر نشده افزایش و در نمونه‌های 30 و 48 ساعت عملیات زیر صفر شده کاهش یافته است؛ به­گونه­ای که نمونه­ی 48 ساعت عملیات زیر صفر شده دارای کمترین مقاومت سایشی است. علت افزایش سختی نمونه­ها به‌دلیل کاهش میزان آستنیت باقی‌مانده در اثر عملیات زیر صفر عمیق و دلیل کاهش مقاومت سایشی نمونه­ها پس از 24 ساعت، رشد کاربید­ها و توزیع غیریکنواخت آن در ریز­ساختار و در نتیجه ضعیف شدن زمینه بوده است؛ بنابراین مدت زمان 24 ساعت عملیات زیر صفر عمیق بر فولاد 5120 زمانی بهینه است.}, keywords_fa = {عملیات زیر صفر عمیق,آستنیت باقی‌مانده,سختی,مقاومت سایشی,کاربید}, url = {https://jame.iut.ac.ir/article_2385.html}, eprint = {https://jame.iut.ac.ir/article_2385_b3d65277d2e0d921ca01268a149177d4.pdf} }