Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,Ahmad KermanPour
عباس نجفي زاده (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Khorshidi
حسين خورشيدي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Evaluation of hot deformation behavior of the nitrogen-bearing nickel-free austenitic stainless steels
Hot deformation behavior of a Ni-free, Fe-17Cr-12Mn-0.28N-0.06C (wt. %) austenitic stainless steel (ASS), hereinafter coded as FeCrMnN, was investigated using hot compression tests conducted under different deformation conditions comprising temperature ranges of 800 – 1200 °C and strain rates of 0.01 – 10 s -1 , respectively. While the hot deformation at high strain rate and low temperatures (e.g. 10 s -1 and 800 or 900 °C) showed essentially dynamic recovery (DRV), resulting in a pancake shaped microstructure, most of the other conditions exhibited occurrence of dynamic recrystallization (DRX). Increasing deformation temperature and decreasing strain rate showed a decrease in the critical stress and strain for initiating DRX. In general, DRX resulted in extensive microstructural reconstitution and grain refinement. For instance, hot deformation at 1000 °C / 0.01 s -1 resulted in a fully recrystallized fine-grained microstructure with an average grain size of about 15 ?m in comparison to the initial grain size of 60 µm. Increasing temperature enhanced grain growth, but an increase in strain rate resulted in a finer grain structure. The amount of delta ferrite in the present steel was changed under different conditions of deformation such that the lowest amount of delta ferrite was observed at 1000 °C. The activation energy of deformation (Q def ) for the present FeCrMnN steel with the initial grain size of 60 µm was estimated to be about 502 kJ/mole, which is higher than those of the conventional austenitic stainless steels. Keywords: Hot deformation; Nitrogen-bearing Ni-free austenitic stainless steel; Dynamic recrystallization; Activation energy of deformation
چکيده در اين پژوهش به بررسي رفتار تغيير شکل داغ يک فولاد زنگ‌نزن آستنيتي فاقد نيکل نيتروژن‌دار پرداخته شده و تأثير پارامترهاي تغيير شکل داغ بر تحولات ساختاري و سختي بررسي شده است. بدين منظور، آزمون‌هاي فشار داغ در محدوده دمايي °C 800-1200 و نرخ کرنش10-0.01توسط دستگاه شبيه‌ساز فرايندهاي مکانيکي-حرارتي Gleeble 3800 بر روي نمونه‌هاي استوانه‌اي از فولاد زنگ نزن فاقد نيکل حاوي0.28 درصد وزني نيتروژن انجام گرديد. منحني‌هاي تنش-کرنش حاصل از آزمون فشار داغ، رخداد فرايند‌هاي کار نرمي شامل بازيابي و تبلورمجدد ديناميکي حين تغيير شکل داغ را نشان دادند. انجام آزمون فشار داغ در شرايط مختلف دما و نرخ کرنش (شرايط مختلف پارامتر زنر-هولمن)، باعث تغيير در روند منحني‌هاي تنش-کرنش و تنش سيلان گرديد، به طوريکه با افزايش دما و کاهش نرخ کرنش، تنش و کرنش پيک کاهش يافت. مطالعات ريزساختاري از نمونه‌هاي تغيير شکل داده شده در شرايط مختلف نشان داد که کارنرمي در دماهاي کم 800 و °C 900 و نرخ کرنش زياد 10( پارامتر زنر-هولمن بالا)، به صورت بازيابي ديناميکي انجام مي‌شود. اين در حالي است که در اکثر شرايط تغيير شکل، مکانيزم اصلي کارنرمي، تبلورمجدد ديناميکي بود. تغيير شکل در دماهاي 800 و °C 900 منجر به تشکيل ساختاري گردنبندي شد اما در دماهاي بالاتر، با کامل‌تر شدن فرايند تبلور مجدد ديناميکي، ريزساختاري کاملاً تبلورمجدد يافته حاصل گرديد. شرايط بهينه فرايند تغيير شکل، دماي°C 1000 و نرخ کرنش 0.01در نظر گرفته شد که در آن متوسط اندازه دانه µm 15 به دست آمد. نتايج حاصل از اندازه‌گيري مقدار فريت دلتا در شرايط مختلف تغييرشکل نشان داد کمترين مقدار فريت دلتا در دماي °C 1000 تشکيل شده است. محاسبه تنش و کرنش لازم براي شروع تبلورمجدد ديناميکي با استفاده از روش محاسبه نرخ کارسختي(?)نشان داد که با افزايش دما و کاهش نرخ کرنش، تنش و کرنش بحراني شروع تبلورمجدد کاهش مي‌يابد. انرژي اکتيواسيون تغيير شکل براي فولاد مورد تحقيق با اندازه دانه‌ي اوليه‌ي µm 60، kJ/mole 502 محاسبه شد که مقدار آن بالاتر از فولادهاي زنگ‌نزن آستنيتي حاوي نيکل مانند 304 و 316 مي‌باشد. کلمات کليدي: تغيير شکل داغ، فولاد زنگ‌نزن آستنيتي فاقد نيکل نيتروژن‌دار، تبلورمجدد ديناميکي، انرژي اکتيواسيون تغيير شکل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی