Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour,Ahmad Rezaian,Saeed ZeiaeiRad
احمد کرمانپور (استاد راهنما) احمد رضائیان (استاد راهنما) سعید ضیائی راد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehrnaz Gholami
مهرناز غلامی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Simulation of the effect of austenite grain size distribution on the strain induced martensitic transformation in an austenitic stainless steel
Austenitic stainless steels have widespread applications in various industries due to their proper corrosion resistance and ductility. The main deficiencies of these engineering alloys is their relatively low yield strength, to improve which the grain refinement mechanism may be used. In recent years, many researches on the grain refinement of austenitic stainless steels by the martensite thermomechanical process have been conducted, in which careful examination of mechanical and thermal variables is time-consuming and costly. therefore, there is a high tendency to model such processes. In the present work, finite element simulations have been carried out to investigate influence of the austenite grain size distribution on the formation of strain-induced martensite (SIM) in a Ni-free austenitic stainless. For this purpose, a finite element numerical model through the software coding Abaqus UMAT was created. Firstly, the macroscopic behavior model in a two-dimensional tensile test was examined and validated. Then, the macroscopic model was developed on the basis of applying grain size distribution to be used for real microscopic structures. In order to create a model with random grains, Voronoi code in Matlab software was used and the real metallographic images were also converted to binary form by Image J software. The results showed that the present model is able to offer formation kinetics of SIM with acceptable accuracy. Numerical results in agreement with experimental data showed that reducing the austenite grain size caused retardation in the formation of SIM. Considering the mixture hardening rule, the variation of volume fraction of SIM was obtained within the grains. At low strains, application of a mean hardening modulus and at high strains, using a mixture hardening modulus, presented more consistent numerical
فولادهای زنگ نزن آستنیتی به دلیل مقاومت به خوردگی و انعطاف پذیری مناسب، کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارا می باشند. عیب بزرگ این آلیاژهای مهندسی، استحکام تسلیم نسبتا پایین آن ها است که برای بهبود آن می توان از مکانیزم ریز کردن دانه ها در آن ها بهره جست. در سال های اخیر تحقیقات زیادی جهت ریز کردن دانه ها در فولادهای آستنیتی توسط فرایند ترمومکانیکی مارتنزیت انجام شده که بررسی دقیق متغییرهای مکانیکی و حرارتی آن نیازمند صرف وقت و هزینه ی زیادی است. از این رو همواره تمایل زیادی به مدل سازی این فرایندها وجود دارد. در کار حاضر تاثیر اندازه و توزیع اندازه دانه آستنیت بر تشکیل مارتنزیت ناشی از کرنش (SIM) در یک فولاد زنگ نزن آستنیتی عاری از نیکل به روش شبیه سازی المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک مدل عددی المان محدود از طریق کدنویسی تحت زیر برنامه UMAT در نرم افزار Abaqus ایجاد گردید. در ابتدا رفتار ماکروسکوپی مدل در یک آزمون کشش دو بعدی مورد بررسی و اعتبارسنجی قرار گرفت. سپس مدل ماکروسکوپی بر اساس اعمال توزیع اندازه دانه ها توسعه داده شد تا برای بررسی ساختار های میکروسکوپی واقعی مورد استفاده قرار گیرد. به منظور ایجاد مدل اتفاقی دانه ها از کد Voronoi موجود در نرم افزار Matlab استفاده شد و تصاویر متالوگرافی واقعی نیز توسط نرم افزار Image J به صورت باینری تبدیل گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل حاضر قادر است با دقت قابل قبولی سینتیک تشکیل SIM را ارائه دهد. نتایج عددی در تطابق با داده های تجربی نشان داد که کاهش اندازه دانه آستنیت موجب به تعویق افتادن تشکیل SIM می گردد. با در نظر گرفتن قانون سخت شوندگی ترکیبی، تغییرات کسر حجمی SIM در داخل دانه ها بدست آمد. در کرنش های کم اعمال یک مدول سخت شوندگی میانگین و در کرنش های زیاد، استفاده از مدول سخت شوندگی ترکیبی، نتایج عددی نزدیکتری با داده های تجربی ارائه نمود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی