Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Meratian isfahani,Abbas Najafi-zadeh
محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما) عباس نجفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Javad Rasti
جواد راستی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1382

TITLE

Study of the softening kinetics and microstructural evolution in AISI 304 stainless steel during and after hot deformation
Study of the softening kinetics and microstructural evolution in AISI 304 stainless steel during and after hot deformation Javad Rasti j.rasti@ma.iut.ac.ir Date of Submission: 2010/11/20 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: Ph.D. Language: Farsi Supervisors: Mahmood Meratian, meratian@cc.iut.ac.ir Abbas Najafizadeh, a-najafi@cc.iut.ac.ir In this work softening kinetics of 304 stainless steel during and after hot deformation was studied by hot compression test. Grain growth occurred during reheating stage was evaluated by four methods namely Jensen-Gunderson method, serial section analysis, 3-dimensional Monte Carlo simulation, and Abbruzzese-Lucke model. Results showed that the grain volume distribution during grain growth can be estimated from a random section area by Jensen-Gunderson method assuming lognormal distribution. Softening kinetics during hot deformation was considered for material with two initial grain sizes of 15 and 40 mm. It was shown that once dimensionless parameter Z/A is greater than 1000, dynamic recrystallization develops by necklace mechanism. Avrami equation was employed to quantify the softening kinetics. The Avrami exponent and strain corresponding to 50% dynamic recrystallization were obtained by microstructural consideration and flow curve examination and results were compared. The array L 27 in Taguchi method was used to study softening kinetics during interpass time. Prestrains varied in four groups within the range of 0.25 to 2 times the peak strain. In each group, Avrami equation was obtained via Avrami exponent and the time corresponding to 50% softening and so, kinetics of static and metadynamic recrystallization were determined. The transition strain and its corresponded time were obtained as functions of Zener-Hollomon parameter regarding the normalized time of 50 % softening against normalized strain.
فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 AISI به شکل ورق، میله و لوله یکی از مواد سازه‌ای اصلی صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و راکتورهایی هسته‌ای می‌باشد. فرایند تولید آن شامل ریخته‌گری پیوسته و تغییر شکلهای متوالی به شکل داغ، گرم و سرد است. تغییرات ریزساختاری این فولاد در فرایند تغییر شکل داغ شامل رشد دانه در حین پیشگرم، تبلور مجدد دینامیکی در حین تغییر شکل و تبلور مجدد استاتیکی و متادینامیکی در زمانهای عبور بین پاسی است که شناخت آنها سبب بهبود طراحی خط نورد می‌شود. لذا در این تحقیق رشد دانه در حین پیشگرم فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 و سینتیک نرم شدن آن در حین و پس از تغییر شکل داغ توسط آزمایش فشار داغ مورد بررسی قرار گرفت. رشد دانه بر حسب تغییر اندازه دانه متوسط و توزیع اندازه دانه توسط چهار روش جنسن- گاندرسن، روش مقطع زدن متوالی، شبیه‌سازی سه بعدی مونت کارلو و روش ابراز- لوک بررسی شد. مشاهده شد که توزیع اندازه دانه در حین رشد دانه می‌تواند با فرض توزیع نرمال لگاریتمی از روش جنسن- گاندرسن از مقطع دوبعدی به دست آید. سینتیک نرم شدن در حین تغییر شکل داغ در دو اندازه دانه اولیه 15 و mm 40 بررسی شد. نتایج نشان داد زمانی مکانیزم گردنبندی بر توسعه تبلور مجدد دینامیکی حاکم است که نسبت پارامتر زنر هولمن ( Z ) به ثابت A (پارامتر Z /A ) بیش از 1000 باشد. رابطه اورامی جهت بررسی سینتیک تبلور مجدد دینامیکی به کار گرفته شد. توان اورامی و کرنشی که در آن 50% تبلور مجدد دینامیکی رخ می‌دهد از دو روش بررسی ریزساختاری و نمودار تنش کرنش به دست آمد و مقایسه شد. جهت بررسی سینتیک نرم شدن بین پاسی از آرایه L 27 در روش تاگوچی استفاده شد. مقادیر پیش‌کرنش اعمالی در محدوده 25/0 تا 2 برابر کرنش اوج و در چهار گروه انتخاب شد و در هر گروه رابطه اورامی بر حسب توان اورامی و زمان 50% نرم شدن به دست آمد و به این ترتیب سینتیک تبلور مجدد استاتیکی و متادینامیکی مشخص شد. با رسم زمان 50% نرم شدن نرمالیزه بر حسب کرنش نرمالیزه، کرنش انتقالی و زمان 50% نرم شدن مربوط به آن بر حسب پارامتر زنر- هولمن به دست آمد و تشریح شد. با مشخص شدن کرنش انتقالی، موقعیت آن روی منحنی تنش کرنش مورد بررسی بیشتر قرار گرفت. سه سری آزمایش شامل بررسی سختی سنجی ویکرز، آزمایش تفرق اشعه X و الگوی تفرق میکروسکوپ الکترونی عبوری بر نمونه‌های کوئنچ شده در کرنشهای مختلف بکار گرفته شد. همچنین شبیه سازی ریزساختاری سلولار اتوماتو به این منظور انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف چگالی متوسط نابجایی در دانه‌های تبلور مجدد یافته دینامیکی و زمینه پس از کرنش انتقالی به مقدار ثابتی می‌رسد. در نهایت، روش تصحیح نمودار تنش کرنش حاصل از آزمایش فشار داغ توسط نرم‌افزار Abaqus بررسی شد و با کاربرد آرایه L 16 در روش تاگوچی و استفاده از تحلیل میانگین روابطی برای یافتن ضریب اصطکاک و تصحیح نمودار تنش کرنش ارائه شد. کلمات کلیدی: 1- فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 2- تغییر شکل داغ 3- سینتیک نرم شدن 4- کرنش انتقالی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی