Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,Ahmad KermanPour
عباس نجفی زاده (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Khorshidi
حسین خورشیدی

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
در این پژوهش به بررسی رفتار تغییر شکل داغ یک فولاد زنگ‌نزن آستنیتی فاقد نیکل نیتروژن‌دار پرداخته شده و تأثیر پارامترهای تغییر شکل داغ بر تحولات ساختاری و سختی بررسی شده است. بدین منظور، آزمون‌های فشار داغ در محدوده دمایی °C 800-1200 و نرخ کرنش10-0.01توسط دستگاه شبیه‌ساز فرایندهای مکانیکی-حرارتی Gleeble 3800 بر روی نمونه‌های استوانه‌ای از فولاد زنگ نزن فاقد نیکل حاوی0.28 درصد وزنی نیتروژن انجام گردید. منحنی‌های تنش-کرنش حاصل از آزمون فشار داغ، رخداد فرایند‌های کار نرمی شامل بازیابی و تبلورمجدد دینامیکی حین تغییر شکل داغ را نشان دادند. انجام آزمون فشار داغ در شرایط مختلف دما و نرخ کرنش (شرایط مختلف پارامتر زنر-هولمن)، باعث تغییر در روند منحنی‌های تنش-کرنش و تنش سیلان گردید، به طوریکه با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش، تنش و کرنش پیک کاهش یافت. مطالعات ریزساختاری از نمونه‌های تغییر شکل داده شده در شرایط مختلف نشان داد که کارنرمی در دماهای کم 800 و °C 900 و نرخ کرنش زیاد 10( پارامتر زنر-هولمن بالا)، به صورت بازیابی دینامیکی انجام می‌شود. این در حالی است که در اکثر شرایط تغییر شکل، مکانیزم اصلی کارنرمی، تبلورمجدد دینامیکی بود. تغییر شکل در دماهای 800 و °C 900 منجر به تشکیل ساختاری گردنبندی شد اما در دماهای بالاتر، با کامل‌تر شدن فرایند تبلور مجدد دینامیکی، ریزساختاری کاملاً تبلورمجدد یافته حاصل گردید. شرایط بهینه فرایند تغییر شکل، دمای°C 1000 و نرخ کرنش 0.01در نظر گرفته شد که در آن متوسط اندازه دانه µm 15 به دست آمد. نتایج حاصل از اندازه‌گیری مقدار فریت دلتا در شرایط مختلف تغییرشکل نشان داد کمترین مقدار فریت دلتا در دمای °C 1000 تشکیل شده است. محاسبه تنش و کرنش لازم برای شروع تبلورمجدد دینامیکی با استفاده از روش محاسبه نرخ کارسختی(?)نشان داد که با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش، تنش و کرنش بحرانی شروع تبلورمجدد کاهش می‌یابد. انرژی اکتیواسیون تغییر شکل برای فولاد مورد تحقیق با اندازه دانه‌ی اولیه‌ی µm 60، kJ/mole 502 محاسبه شد که مقدار آن بالاتر از فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی حاوی نیکل مانند 304 و 316 می‌باشد. کلمات کلیدی: تغییر شکل داغ، فولاد زنگ‌نزن آستنیتی فاقد نیکل نیتروژن‌دار، تبلورمجدد دینامیکی، انرژی اکتیواسیون تغییر شکل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی