Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Najafi-zadeh,Ahmad KermanPour
عباس نجفی زاده (استاد راهنما) احمد کرمانپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farnoosh Forouzan
فرنوش فروزان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Prediction of Optimum Conditions of Advanced Thermo-Mechanical Treatment for the Production of Nanostructured Metastable Austenitic Stainless Steels Using Artificial Intelligence
Austenitic 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. 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 cold reductions at -15°C and 20 °C of 10 - 90% were carried out with inter-pass cooling on AISI 304L stainless steel. In order to obtain homogeneous austenitic microstructures, 90% deformed samples were annealed at different temperatures (700 °C – 900 °C) and times (5 second – 8 hour). Mechanical testing was performed by means of Vickers Hardness. The experimental measurements using Ferritescopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and optical metallography were performed. This thesis concentrated on the effects of the strain-induced martensitic transformation and also the effects of annealing time and temperature on the reversion of austenite to martensite in order to grain refinement producing nano/submicron austenitic structure. These results were used for simulation with artificial neural networks and through this attempt, 6 different networks for prediction of structure and mechanical properties designed. The resulting diagrams can be used as a guide maps to help finding appropriate heat treatment considering the structure phases, grain sizes and mechanical properties.
فولاد های زنگ نزن آستنیتی معمولاً مقاومت به خوردگی بسیار عالی، چقرمگی، 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 بازگشت مارتنزیت (شامل نورد سرد سنگین به منظور تشکیل ساختار کاملاً مارتنزیتی و به دنبال آن بازگشت مارتنزیت به آستنیت در دماهای به مراتب پایین تر از دماهای تبلور مجدد) می باشد. در این پژوهش جهت دستیابی به ریزساختاری با اندازه دانه های نانو/ زیرمیکرون شرایط بهینه ی عملیات ترمومکانیکی پیشرفته به روش هوش مصنوعی پیش بینی شده است. بدین منظور فرایند نورد سرد در دو دمای C° 15- و C° 20 روی فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L صورت گرفت. پس از آن آنیل در دماها و زمان های مختلف روی نمونه های 90% کارسرد شده انجام شد. در این مسیر آزمایشات پراش پرتو ایکس، فریتوسکوپی، متالوگرافی به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و همچنین سختی سنجی در هر دو مرحله کارسرد و آنیل صورت گرفت. با استفاده از این آزمایشات 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. نتایج این آزمایشات جهت مدل سازی به کمک شبکه های عصبی مصنوعی به کار گرفته شد و از روی آن ها شش شبکه ی مختلف جهت پیش بینی ساختار و خواص مکانیکی فولاد مذکور در این دو دمای نورد سرد طراحی گردید. نمودار های حاصله را می توان به عنوان نقشه راهنمائی جهت تدوین برنامه عملیات حرارتی با توجه به درصد های فازهای موجود در ساختار، اندازه دانه و خواص مکانیکی مورد نیاز تلقی کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی