14671

بررسي رفتار تغيير شكل گرم فولادهاي مقاوم به حرارت كرم مولي A335

1401

دكتر حميدرضا عابدي

فولاد P91كه نوعي فولاد فريتي-مارتنزيتي كمآلياژ حاوي كروم و موليبدن است، به دليل استحكام و مقاومت خزش بالا در دماهاي زياد بهطور گستردهاي در بخشهاي تحت فشار نيروگاههاي حرارتي و سيستمهاي لولهكشي دماي بالا بهكار ميرود. با اين حال، بهينهسازي فرآيندهاي ساخت و شكلدهي اين آلياژ (مانند آهنگري و نورد گرم) و نيز تضمين عملكرد مطمئن آن در سرويس، مستلزم شناخت دقيق رفتار تغيير شكل گرم آن است. در اين پژوهش، رفتار تغيير شكل گرم فولاد مقاوم به حرارت ( 335ASTM Aگريد )P91 با هدف شناسايي مكانيزمهاي حاكم بر تغيير شكل پلاستيك در دماي بالا (از قبيل بازيابي و تبلور مجدد ديناميكي) و تعيين مشخصههاي سينتيكي تغيير شكل، مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور، آزمونهاي فشار گرم در يك شبيهساز ترمومكانيكي در گستره دمايي 800تا 1100درجه سانتيگراد و نرخ كرنشهاي 0٫001تا 1بر ثانيه انجام گرفت. طي تغيير شكل گرم، دادههاي تنش-كرنش بهصورت پيوسته ثبت و منحنيهاي جريان حاصل تحليل شدند و پارامترهاي سينتيكي ماده، از جمله انرژي فعالسازي ظاهري، با بهرهگيري از رابطه آرنيوس تعيين گرديد. همچنين، بهمنظور بررسي تحولات ريزساختاري، نمونههاي تغيير شكليافته به سرعت سرد شدند و سپس توسط ميكروسكوپهاي نوري و الكتروني مورد مطالعه قرار گرفتند تا وقوع پديدههايي نظير بازيابي و تبلور مجدد ديناميكي ارزيابي شود. منحنيهاي تنش-كرنش بهدستآمده نشان داد كه با افزايش دما و كاهش نرخ كرنش، تنش سيلان (مقاومت تغيير شكل) فولاد P91كاهش يافته و سيلان ماده تسهيل ميگردد. در دماهاي پايينتر محدوده آزمون، منحني سيلان پس از يك مرحله كارسختي اوليه به حالت تقريباً پايدار رسيد. در مقابل، در دماهاي بالاتر افت محسوس تنش پس از رسيدن به تنش اوج مشاهده شد كه حاكي از بروز نرمشوندگي ناشي از مكانيزمهاي بازيابي و تبلور مجدد ديناميكي است. محاسبات سينتيكي، انرژي فعالسازي ظاهري تغيير شكل گرم اين فولاد را حدود 380كيلوژول بر مول نشان داد. بررسي ريزساختار نمونهها نيز تأييد كرد كه در دماهاي بالاتر (مثلاً 1100درجه سانتيگراد) تبلور مجدد ديناميكي رخ داده و دانههاي جديد و نسبتاً ريز در ساختار تشكيل ميشود؛ در حالي كه در شرايط دمايي پايينتر ساختار عمدتاً از زيردانههاي حاصل از بازيابي تشكيل شده است. بر اساس اين يافتهها، يك رابطه تجربي براي پيشبيني تنش سيلان فولاد P91بهعنوان تابعي از دما و نرخ كرنش ارائه شد كه ميتواند در شبيهسازي فرايندهاي شكلدهي گرم اين آلياژ بهكار رود. نتايج اين پژوهش از نظر عملي حائز اهميت است،ب زيرا با فراهم كردن دركي عميقتر از رفتار تغيير شكل گرم ،P91امكان تنظيم بهينه پارامترهاي فرايند ساخت (مانند دما، نرخ تغيير شكل و زمان نگهداري) بهمنظور دستيابي به ريزساختار يكنواخت و خواص مكانيكي مطلوب فراهم ميشود. اين امر در نهايت به بهبود قابليت اطمينان و افزايش عمر كاري قطعات ساختهشده از فولاد P91در نيروگاههاي حرارتي و سيستمهاي لولهكشي تحت دماي بالا ميانجامد

9/19/2023 12:00:00 AM

86559

1404/02/22

An Investigation into the Hot Deformation Behavior of Chrome Moly A335 Heat Resistant Steel

عمليات حرارتي , فولادهاي مقاوم به حرارت , فولاد P91 , رفتار سيلان

Heat treatment , P1 steel , heat resistant steels , flow behavior