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

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.
چکيده در اين تحقيق، توليد فولاد زنگ نزن نانوساختار 301 با استفاده از عمليات ترمومکانيکي نورد سرد سنگين و آنيل مورد مطالعه قرار گرفت. در اين فولاد، آستنيت با انجام نورد سرد به مارتنزيت (Strain-induced martensite) تبديل مي شود. با بازگشت مارتنزيت تغيير شکل يافته به آستنيت طي فرايند آنيل و با انتخاب دما و زمان مناسب مي توان فولادي با اندازه دانه بسيار ريز توليد کرد. به همين منظور پارامتر هاي آنيل فولاد براي دستيابي به يک ساختار تا حد امکان ريز دانه بررسي شدند. تغييرات فازي، از طريق آناليز پراش پرتو ايکس (XRD)، فريتوسکوپي و ديلاتومتري و همچنين تغييرات ميکروساختاري بوسيله ميکروسکوپ نوري و الکتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان دادند که با اعمال %60 نورد سرد پس از کوئنچ در دماي °C10-، تمام فاز آستنيت به فاز مارتنزيت تبديل مي شود. افزايش زمان آنيل نمونه هاي %90 نورد سرد شده در دماهاي بالاتر از °C700، نشان دهنده کاهش ابتدايي مارتنزيت و سپس افزايش آن بود. افزايش مارتنزيت به رسوب کاربيد هاي کروم و نيوبيوم، تخليه کربن از زمينه و افزايش دماي M s فولاد تا بالاتر از دماي اتاق نسبت داده شد که منجر به تشکيل مارتنزيت در سرد کردن پس از آنيل مي شود. اندازه گيري درصد حجمي فاز مارتنزيت در فولاد با استفاده از دو روش XRD و فريتوسکوپي، انطباق نسبتاً خوبي را نشان داد. مشخص شد که اندازه دانه آستنيت بازگشت يافته از مارتنزيت، وابستگي زيادي به مقدار نورد سرد اوليه دارد. با آنيل نمونه %90 نورد سرد شده در دماي °C800 به مدت 10 ثانيه در محلول نمک 100ml HCl-20ml Ethanol، ساختار تقريباً آستنيتي با اندازه دانه ميانگين 240 نانومتر بدست آمد. مقايسه آزمون کشش براي نمونه قبل از عمليات ترمومکانيکي و پس از عمليات نورد و آنيل در s10-°C800، نشان دهنده افزايش بيش از دو برابر استحکام تسليم، افزايش حدود 8/1 برابري استحکام کششي و کاهش تغيير طول کل از %36 به %21 در نمونه پس از عمليات بود. همچنين تبعيت از رابطه هال-پچ در نمونه هاي با اندازه دانه بسيار ريز مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی