8570

پيش¬بيني سطح استحكام و رفتار سخت شوندگي فولاد پر استحكام و سبك Fe-Mn-Al-C با استفاده از معادلات پديدارشناختي

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1402

جناب دكتر حميدرضا عابدي

1402/06/29

مهندسي مواد

Prediction of the Surface Strength and Hardening Behavior of High-Strength Lightweight Fe-Mn-Al-C Steel Using Phenomenological Equations

از زمان معرفي فولادهاي پيشرفته پر استحكام تا كنون دسته هاي متنوعي از آنها شامل فولادهاي دوفازي و چندفازي، فولادهاي مارتنزيتي، و فولادهاي با پلاستيسيته القاشده توسط استحاله و دوقلويي طراحي و به كار گرفته شده است. نسبت استحكام به وزن بالا از مهم¬ترين ويژگي آنها در مقايسه با فولادهاي معمولي به شمار مي رود. در همين راستا در اين پژوهش قابليت خواص مكانيكي دماي بالا و رفتار سيلان نسل جديدي از فولاد هاي سبك دو فازي آستنيتي- فريتي مورد توجه قرار گرفته است. بدين منظور آزمايش‌هاي كشش در محدوده دمايي 1000-25 درجه سانتي‌گراد تحت نرخ‌هاي كرنشهاي s-1001/0، s-1 01/0 وs-1 1/0 انجام شد. نتايج نشان دهنده اثرگذاري قابل توجه دما و نرخ كرنش و كرنش بر مقادير استحكامي و شكل پذيري فولاد است. با توجه به محدوده دمايي وسيع مورد بررسي و در نتيجه تغييرات محسوس انرژي فعال سازي و ضريب حساسيت به نرخ كرنش، رفتار سيلان در سه بازه دمايي 200-25 ، 600-300 و 100-700 درجه سانتي گراد مورد بررسي قرار گرفت. به‌منظور پيش‌بيني رفتار تغيير شكل فولاد سبك، از مدل‌ آرنيوسي و براي ارزيابي دقت مدل‌هاي به‌كارگرفته‌شده از پارامترهاي استاندارد آماري همچون ضريب همبستگي (R)، ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ميانگين خطاي نسبي مطلق(AARE) استفاده شد. بر اساس منحني هاي سيلان پيش بيني شده منحني هاي سخت شوندگي فولاد در بازه دمايي 500-25 درجه سانتي گراد ترسم و با منحني اصلي تطابق داده شد. مدل رفتار شناختي آرنيوسي توانايي بالايي در پيش‌بيني رفتار سخت شوندگي و رفتار سيلان فولاد سبك مورد بررسي دارد. در اين پژوهش همچنين بر اساس مقادير ضريب حساسيت به نرخ كرنش به دست آمده، نقشه‌هاي حساسيت به نرخ كرنش و نقشه‌هاي فرآيند در كرنش‌هاي مختلف در بازه هاي مختلف كشيده شدند و مناطق ناپايداري متالورژيكي مشخص شدند.

فولاد سبك دو فازي؛ مدل آرنيوسي؛ مدل جانسون-كوك؛ نقشه فرايند؛ منحني سخت شوندگي