Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,Ahmad KermanPour
عباس نجفی زاده (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Karimi
محسن کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Evaluation of Annealing Parameters in Cold Rolling-Annealing Thermomechanical Process for Producing Nano Structured 301 Stainless Steel
In this study, production of nanostructure 301 austenitic stainless steel by cold rolling-annealing thermomechanical process is investigated. In used steel, austenite transforms to strain induced martensite by cold rolling. Reversion of strain induced martensite to austenite in subsequent annealing leds to formation of ultra fine grain austenitic structure. For this purpose, annealing parameters of cold rolled 301 stainless steel was studied to produce a nanostructured austenite. Phase transformations, was studied by means of XRD, feritscope and dilatometer, also microstructures was observed by means of optic and scanning electron microscopes. Results showed that by 60% cold roll after quenching at -10°C, all of the austenite was transformed to strain induced martensite. Annealing of the 90% cold rolled 301 stainless steel at temperatures above 700°C showed a decrease followed by an increase of the martensite volume fraction. Increase of the martensite content after annealing was related to carbide precipitation, matrix carbon depletion and increasing of M s temperature above room temperature, causing thermally-induced martensite formation during cooling. The sample annealed at 800°C for 10 s exhibited the smallest average austenite grain size of 240 nm with almost fully austenitic structure. Tension test results for samples before and after thermomechanical process, showed a noticeable increase in yield strength from 452 MPa to 966 Mpa and tensile strength from 815 Mpa to 1470 Mpa after process. Keywords Martensite reversion, Nano/submicron grain structure, Austenitic stainless steels, Thermomechanical treatment.
در این تحقیق، تولید فولاد زنگ نزن نانوساختار 301 با استفاده از عملیات ترمومکانیکی نورد سرد سنگین و آنیل مورد مطالعه قرار گرفت. در این فولاد، آستنیت با انجام نورد سرد به مارتنزیت (Strain-induced martensite) تبدیل می شود. با بازگشت مارتنزیت تغییر شکل یافته به آستنیت طی فرایند آنیل و با انتخاب دما و زمان مناسب می توان فولادی با اندازه دانه بسیار ریز تولید کرد. به همین منظور پارامتر های آنیل فولاد برای دستیابی به یک ساختار تا حد امکان ریز دانه بررسی شدند. تغییرات فازی، از طریق آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، فریتوسکوپی و دیلاتومتری و همچنین تغییرات میکروساختاری بوسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با اعمال %60 نورد سرد پس از کوئنچ در دمای °C10-، تمام فاز آستنیت به فاز مارتنزیت تبدیل می شود. افزایش زمان آنیل نمونه های %90 نورد سرد شده در دماهای بالاتر از °C700، نشان دهنده کاهش ابتدایی مارتنزیت و سپس افزایش آن بود. افزایش مارتنزیت به رسوب کاربید های کروم و نیوبیوم، تخلیه کربن از زمینه و افزایش دمای M s فولاد تا بالاتر از دمای اتاق نسبت داده شد که منجر به تشکیل مارتنزیت در سرد کردن پس از آنیل می شود. اندازه گیری درصد حجمی فاز مارتنزیت در فولاد با استفاده از دو روش XRD و فریتوسکوپی، انطباق نسبتاً خوبی را نشان داد. مشخص شد که اندازه دانه آستنیت بازگشت یافته از مارتنزیت، وابستگی زیادی به مقدار نورد سرد اولیه دارد. با آنیل نمونه %90 نورد سرد شده در دمای °C800 به مدت 10 ثانیه در محلول نمک 100ml HCl-20ml Ethanol، ساختار تقریباً آستنیتی با اندازه دانه میانگین 240 نانومتر بدست آمد. مقایسه آزمون کشش برای نمونه قبل از عملیات ترمومکانیکی و پس از عملیات نورد و آنیل در s10-°C800، نشان دهنده افزایش بیش از دو برابر استحکام تسلیم، افزایش حدود 8/1 برابری استحکام کششی و کاهش تغییر طول کل از %36 به %21 در نمونه پس از عملیات بود. همچنین تبعیت از رابطه هال-پچ در نمونه های با اندازه دانه بسیار ریز مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی