Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,Ahmad KermanPour
عباس نجفي زاده (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farnoosh Forouzan
فرنوش فروزان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Prediction of Optimum Conditions of Advanced Thermo-Mechanical Treatment for the Production of Nanostructured Metastable Austenitic Stainless Steels Using Artificial Intelligence
Austenitic stainless steels are promising engineering materials demonstrating good corrosion resistance and good formability but they have also relative low yield strength. Among the different strengthening mechanisms, grain refinement is the only method to improve both strength and toughness simultaneously. Metastable austenitic stainless steels undergo a strain-induced martensitic transformation, where the metastable austenite phase is transformed to the thermodynamically more stable ??-martensite phase due to the plastic deformation. The cold reductions at -15°C and 20 °C of 10 - 90% were carried out with inter-pass cooling on AISI 304L stainless steel. In order to obtain homogeneous austenitic microstructures, 90% deformed samples were annealed at different temperatures (700 °C – 900 °C) and times (5 second – 8 hour). Mechanical testing was performed by means of Vickers Hardness. The experimental measurements using Ferritescopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and optical metallography were performed. This thesis concentrated on the effects of the strain-induced martensitic transformation and also the effects of annealing time and temperature on the reversion of austenite to martensite in order to grain refinement producing nano/submicron austenitic structure. These results were used for simulation with artificial neural networks and through this attempt, 6 different networks for prediction of structure and mechanical properties designed. The resulting diagrams can be used as a guide maps to help finding appropriate heat treatment considering the structure phases, grain sizes and mechanical properties.
فولاد هاي زنگ نزن آستنيتي معمولاً مقاومت به خوردگي بسيار عالي، چقرمگي، جوش پذيري و ازدياد طول خوبي را از خود نشان مي دهند، اما داراي استحکام تسليم نسبتاً پاييني در حالت آنيل شده مي باشند. خواص مکانيکي فولادهاي زنگ نزن آستنيتي به ترکيب شيميايي و مشخصه هاي ريزساختاري (براي مثال اندازه دانه) وابسته است. در ميان مکانيزم هاي استحکام دهي مختلف، ريز کردن دانه ها تنها روشي است که منجر به بهبود همزمان استحکام و چقرمگي مي شود. با توجه به اين که فولادهاي زنگ نزن آستنيتي در دماهاي آنيل مرسوم دچار دگرگوني فازي نمي شوند تنها روش ريزدانه کردن آن ها آنيل بعد از نورد سرد مي باشد اما به علت دماهاي بالاي آنيل در اين فولادها رسيدن به اندازه دانه هاي بسيار ريز با محدوديت روبرو است. در سال هاي اخير تکنيک هاي آزمايشگاهي جهت توليد فولاد هاي فوق ريز دانه شده از دو منظر قابل بررسي است: اولاً تکنيک هاي تغييرشکل پلاستيکي شديد و ثانياً فرآيندهاي ترمومکانيکي پيشرفته نظير فرايند بازگشت مارتنزيت (شامل نورد سرد سنگين به منظور تشکيل ساختار کاملاً مارتنزيتي و به دنبال آن بازگشت مارتنزيت به آستنيت در دماهاي به مراتب پايين تر از دماهاي تبلور مجدد) مي باشد. در اين پژوهش جهت دستيابي به ريزساختاري با اندازه دانه هاي نانو/ زيرميکرون شرايط بهينه ي عمليات ترمومکانيکي پيشرفته به روش هوش مصنوعي پيش بيني شده است. بدين منظور فرايند نورد سرد در دو دماي C° 15- و C° 20 روي فولاد زنگ نزن آستنيتي AISI 304L صورت گرفت. پس از آن آنيل در دماها و زمان هاي مختلف روي نمونه هاي 90% کارسرد شده انجام شد. در اين مسير آزمايشات پراش پرتو ايکس، فريتوسکوپي، متالوگرافي به کمک ميکروسکوپ هاي نوري و الکتروني روبشي و همچنين سختي سنجي در هر دو مرحله کارسرد و آنيل صورت گرفت. با استفاده از اين آزمايشات اثر نورد سرد روي تشکيل مارتنزيت ناشي از کرنش و همچنين اثر دما و زمان آنيل روي بازگشت مارتنزيت ناشي از کرنش به آستنيت در اندازه دانه هاي نانو/ زيرميکرون روي فولاد زنگ نزن آستنيتي نيمه پايدار مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين آزمايشات جهت مدل سازي به کمک شبکه هاي عصبي مصنوعي به کار گرفته شد و از روي آن ها شش شبکه ي مختلف جهت پيش بيني ساختار و خواص مکانيکي فولاد مذکور در اين دو دماي نورد سرد طراحي گرديد. نمودار هاي حاصله را مي توان به عنوان نقشه راهنمائي جهت تدوين برنامه عمليات حرارتي با توجه به درصد هاي فازهاي موجود در ساختار، اندازه دانه و خواص مکانيکي مورد نياز تلقي کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی