Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour,Abbas Najafi-zadeh
احمد کرمانپور (استاد مشاور) عباس نجفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Hedayati
علی هدایتی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Investigating mechanical properties of the nanostructured stainless steel 304L by martensitic transformation
Metastable 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. Producing nano/submicron grain size metastable austenitic stainless steel by an advanced thermomechanical process is the aim of this thesis.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 strain induced martensitic transformation enhances the work hardening of metastable austenitic stainless steels. This thesis concentrated on the effects of the strain-induced martensitic transformation on the mechanical properties of AISI 304L Metastable austenitic stainless steel, focusing on increasing yield strength by grain refinement.The experiments were carried out on steel (AISI 304L). Mechanical testing was performed by means of uniaxial tensile tests. The ??-martensite volume fractions were measured with a Ferritescope.X-ray diffraction was used for the phase identification of the test materials. Microstructure investigations were carried out by means of the scanning electron microscopy and optical metallography. Industrial hot rolled and annealed samples whose thickness were 10 mm, were cold rolled using different thickness reductions (from 10% to 90%). Cold reductions at 0 °C of 10 - 90% were carried out with inter-pass cooling. In order to obtain homogeneous austenitic microstructures, 90% deformed samples were annealed at different temperatures (700 °C– 900 °C) and times (30 s–1800 s). The grain size before cold reduction was approximately 36 ?m.Nano-crystalline grains of about 300 nm were obtained in the AISI304L metastable austenitic steel by a thermomechanical process consisting of cold rolling at 0 °C and 90% reduction and annealing at 700 °C and 300 min.The nano-structured austenitic steel exhibits not only high strength ( 1010 MPa ) but also good elongation (above 50%).
فولادهای زنگ نزن نقش مهمی را در جهان امروز بازی می کنند. فولاد های زنگ نزن آستنیتی معمولاً مقاومت به خوردگی بسیار عالی، تافنس، جوش پذیری و ازدیاد طول خوبی را از خود نشان می دهند، اما دارای استحکام تسلیم نسبتاً پایینی در حالت آنیل شده می باشند. خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن آستنیتی به ترکیب شیمیایی و مشخصه های ریزساختاری (برای مثال اندازه دانه) وابسته است. در میان مکانیزم های استحکام دهی مختلف، ریز کردن دانه ها تنها روشی است که منجر به بهبود همزمان استحکام و چقرمگی می شود. با توجه به این که فولادهای زنگ نزن آستنیتی در دماهای آنیل مرسوم دچار دگرگونی فازی نمی شوند تنها روش ریزدانه کردن آن ها آنیل بعد از نورد سرد می باشد اما به علت دماهای بالای آنیل در این فولادها رسیدن به اندازه دانه های بسیار ریز با محدودیت روبرو است. در سال های اخیر تکنیک های آزمایشگاهی جهت تولید فولاد های فوق ریز دانه شده از دو منظر قابل بررسی است: اولاً تکنیک های تغییرشکل پلاستیکی شدید و ثانیاً فرآیندهای ترمومکانیکی پیشرفته نظیر فرایند مارتنزیتی که اصولاً شامل اصلاح سازی فرآیندهای نورد فولاد در ابعاد بزرگ مرسوم می باشد. در این پژوهش جهت دستیابی به ریزساختاری با اندازه دانه های نانو/ زیرمیکرون، فرآیند مارتنزیتی که شامل نورد سرد و آنیل روی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L صورت گرفت. اثر نورد سرد روی تشکیل مارتنزیت ناشی از کرنش و همچنین اثر دما و زمان آنیل روی بازگشت مارتنزیت ناشی از کرنش به آستنیت در اندازه دانه های نانو/ زیرمیکرون روی فولاد زنگ نزن آستنیتی نیمه پایدار مورد بررسی قرار گرفت. کوچک ترین اندازه دانه متوسط (nm 330) در نمونه ای که به میزان 90% کارسرد و سپس در دمای C?700 به مدت 300 دقیقه آنیل شده بود، به دست آمد. این محصول دارای استحکام تسلیم و کرنش شکست به ترتیب برابر MPa 1010 و 58% می باشد، این در حالیست که استحکام تسلیم نمونه قبل از فرایند مارتنزیتی برابر با MPa 300 و کرنش شکست 52% بوده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی