Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Meratian isfahani,Abbas Najafi-zadeh
محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما) عباس نجفي زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Javad Rasti
جواد راستي

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.
چکيده فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 AISI به شکل ورق، ميله و لوله يکي از مواد سازه‌اي اصلي صنايع پتروشيمي و پالايشگاه‌ها، نيروگاه‌ها و راکتورهايي هسته‌اي مي‌باشد. فرايند توليد آن شامل ريخته‌گري پيوسته و تغيير شکلهاي متوالي به شکل داغ، گرم و سرد است. تغييرات ريزساختاري اين فولاد در فرايند تغيير شکل داغ شامل رشد دانه در حين پيشگرم، تبلور مجدد ديناميکي در حين تغيير شکل و تبلور مجدد استاتيکي و متاديناميکي در زمانهاي عبور بين پاسي است که شناخت آنها سبب بهبود طراحي خط نورد مي‌شود. لذا در اين تحقيق رشد دانه در حين پيشگرم فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 و سينتيک نرم شدن آن در حين و پس از تغيير شکل داغ توسط آزمايش فشار داغ مورد بررسي قرار گرفت. رشد دانه بر حسب تغيير اندازه دانه متوسط و توزيع اندازه دانه توسط چهار روش جنسن- گاندرسن، روش مقطع زدن متوالي، شبيه‌سازي سه بعدي مونت کارلو و روش ابراز- لوک بررسي شد. مشاهده شد که توزيع اندازه دانه در حين رشد دانه مي‌تواند با فرض توزيع نرمال لگاريتمي از روش جنسن- گاندرسن از مقطع دوبعدي به دست آيد. سينتيک نرم شدن در حين تغيير شکل داغ در دو اندازه دانه اوليه 15 و mm 40 بررسي شد. نتايج نشان داد زماني مکانيزم گردنبندي بر توسعه تبلور مجدد ديناميکي حاکم است که نسبت پارامتر زنر هولمن ( Z ) به ثابت A (پارامتر Z /A ) بيش از 1000 باشد. رابطه اورامي جهت بررسي سينتيک تبلور مجدد ديناميکي به کار گرفته شد. توان اورامي و کرنشي که در آن 50% تبلور مجدد ديناميکي رخ مي‌دهد از دو روش بررسي ريزساختاري و نمودار تنش کرنش به دست آمد و مقايسه شد. جهت بررسي سينتيک نرم شدن بين پاسي از آرايه L 27 در روش تاگوچي استفاده شد. مقادير پيش‌کرنش اعمالي در محدوده 25/0 تا 2 برابر کرنش اوج و در چهار گروه انتخاب شد و در هر گروه رابطه اورامي بر حسب توان اورامي و زمان 50% نرم شدن به دست آمد و به اين ترتيب سينتيک تبلور مجدد استاتيکي و متاديناميکي مشخص شد. با رسم زمان 50% نرم شدن نرماليزه بر حسب کرنش نرماليزه، کرنش انتقالي و زمان 50% نرم شدن مربوط به آن بر حسب پارامتر زنر- هولمن به دست آمد و تشريح شد. با مشخص شدن کرنش انتقالي، موقعيت آن روي منحني تنش کرنش مورد بررسي بيشتر قرار گرفت. سه سري آزمايش شامل بررسي سختي سنجي ويکرز، آزمايش تفرق اشعه X و الگوي تفرق ميکروسکوپ الکتروني عبوري بر نمونه‌هاي کوئنچ شده در کرنشهاي مختلف بکار گرفته شد. همچنين شبيه سازي ريزساختاري سلولار اتوماتو به اين منظور انجام شد. نتايج نشان داد که اختلاف چگالي متوسط نابجايي در دانه‌هاي تبلور مجدد يافته ديناميکي و زمينه پس از کرنش انتقالي به مقدار ثابتي مي‌رسد. در نهايت، روش تصحيح نمودار تنش کرنش حاصل از آزمايش فشار داغ توسط نرم‌افزار Abaqus بررسي شد و با کاربرد آرايه L 16 در روش تاگوچي و استفاده از تحليل ميانگين روابطي براي يافتن ضريب اصطکاک و تصحيح نمودار تنش کرنش ارائه شد. کلمات کليدي: 1- فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 2- تغيير شکل داغ 3- سينتيک نرم شدن 4- کرنش انتقالي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی