17931

17931

بررسي ريز ساختار و خواص مكانيكي فولاد TRIP نانو ساختار فرآوري شده به روش نورد شياري

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

تير 1396

دكتر حسين عربي - دكتر حميدرضا جعفريان

دكتر عليرضا ايواني

مواد و متالورژي

در اين تحقيق، تغييرات ريز ساختاري و خواص مكانيكي فولاد TRIP آستنيتي نيمه پايدار Fe - 24 Ni - 0.3 C (wt%) و فولاد فريتي با تركيب (wt%) Fe- 24 Ni بعد از انجام نورد شياردار (RCSR) مورد بررسي قرارگرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه بعد از اعمال تغيير شكل روي ساختار كاملاً آستنيتي و افزايش كرنش درون دانه¬ها از مقدار بحراني، فاز آستنيت به مارتنزيت تبديل مي¬شود. اين دگرگوني با استفاده از ميكروسكوپ نوري (OM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، تفرق اشعه¬ي ايكس (XRD) و تفرق الكترون بازگشتي (EBSD) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده حاكي از اين است كه كسر حجمي مارتنزيت با افزايش كرنش اعمالي بر روي قطعه افزايش پيدا مي-كند. مارتنزيت ε به دليل انرژي نقص چيده شدن بالاي آلياژ تشكيل نمي¬شود بلكه مارتنزيت ´α تشكيل شده كه داراي دو مورفولوژي پروانه¬اي و عدسي شكل است. كسر حجمي مارتنزيت تشكيل شده در لايه¬هاي سطحي به حدود 75 درصد رسيده است. خواص مكانيكي به وسيله¬ي آزمايش كشش و سختي¬سنجي بررسي شد. استحكام تسليم فولاد بعد از 40 سيكل نورد شياردار از Mpa 152 به Mpa 1150 افزايش پيدا كرده اما افزايش استحكام نهايي كمتري بوده و از Mpa 1000 به Mpa 1173 تغيير يافته است. سختي فولاد از HV5 130 قبل از نورد به HV5 350 بعد از نورد افزايش يافته¬است. ريزسختي سنجي در مقطع عرضي ورق و در 2 ناحيه¬ي نزديك به سطح و مركز بررسي شد. نتايج بدست آمده دلالت بر عدم تشكيل مارتنزيت در مركز نمونه دارد. اين نتايج با تصاوير گرفته شده از مركز و سطح مقطع عرضي نمونه و تفاوت كسرحجمي مارتنزيت در سطح و مركز نمونه مطابقت داشته است. با توجه به تصاوير ريزساختاري بدست آمده و اين موضوع كه تشكيل دوقلويي مكانيكي يكي از عوامل تاثيرگذار در نرخ كار سختي به شمار مي¬رود. نرخ كارسختي مشاهده شده در نمونه¬هاي تنش بر حسب كرنش حاكي از آن است كه علاوه بر تشكيل مارتنزيت در حين تغيير شكل، احتمالاً دوقلويي¬هاي زيادي در ريزساختار بوجود آمده است. نهايتاً نتايج حاصله نشان داد كه پديده¬ي TRIP كه در فولاد كاملاً آستنيتي Fe - 24 Ni - 0.3 C (wt%) رخ داده است عامل اصلي بهبود خواص كششي آن بوده است. كلمات كليدي: فولاد TRIP، مارتنزيت، نوردشياردار، تغيير شكل پلاستيك شديد، خواص مكانيكي

1396/07/25

1/1/1900 12:00:00 AM

In the present study, microstructure development and corresponding mechanical properties in Fe- 24Ni-0.3C TRIP (Transformation Induced Plasticity) steel subjected to repetitive corrugation and straightening by rolling (RCSR) process, recently introduced as a new method for development of severe plastic deformation, has been studied. The RCSR process was carried out on TRIP steel sheets between1 and 45 cycles. Microstructures of the samples were analyzed by optical microscope, scanning electron microscope equipped with electron backscatter diffraction detector and X-ray diffraction. Results indicate that volume fraction of deformation-induced martensite due to amplification of applied strain by RCSR process achieved about 75%. Tensile testing and hardness carried out on several deformed samples in order to study their mechanical properties. After application of 40 cycle RCSR, the yield strength increased from 150 Mpa in starting material to 1157 Mpa and the uniform elongation reduced from 170% to 30% and hardness increased from 130 to 340 HV. The change observed in flow behavior of TRIP steels subjected to a different number of RCSR relative to the original material were eva​luated and quantified in this study. Keywords: RCSR process; Microstructure; Mechanical Properties; Electron microscopy, ultrafine grained; TRIP steel