27138

تاثير دما و فرآيندهاي مختلف كششي بر روي ميزان استحاله آستنيت به مارتنزيت فولاد زنگ نزن آستنيتي 304

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1398

1401/6/15

حسين عربي - باقر محمدصادقي

بهمن ميرزاخاني

مهندسي مواد و متالورژي

هدف از انجام اين پژوهش بررسي تاثير دما و فرايندهاي مختلف كششي بر روي ميزان استحاله آستنيت به مارتنزيت در فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 بوده است. به منظور تحقق اين هدف، آزمايش هاي كشش تك محوري با هندسه استاندارد و كشش تك محوري با هندسه موويسن با ميزان جابجايي هاي مختلف و در دو دماي ℃25 و ℃78- انجام شدند. بررسي هاي ريزساختاري با استفاده از ميكروسكوپ نوري، پراش اشعه ايكس و فريتسكوپ انجام شد. نتايج حاصل از نمونه هاي آزمايش كشش تك محوري با هندسه موويسن با استفاده از شبيه سازي با نرم افزار آباكوس مورد بحث و بررسي قرار گرفت. اين نتايج نشان دادند كه در هر دو آزمايش كشش تك محوري با هندسه استاندارد و هندسه موويسن با افزايش ميزان جابجايي اعمال شده، استحاله آستنيت به مارتنزيت افزايش مي يابد. همچنين در آزمايش كشش تك محوري با هندسه استاندارد و هندسه موويسن كسر حجمي مارتنزيت بيشتري در دماي ℃78-نسبت به دماي ℃25تشكيل مي شود. بعبارتي كسرحجمي مارتنزيت تشكيل شده در دماي ℃78-در آزمايش كشش تك محوري با هندسه استاندارد 13 %و در آزمايش كشش تك محوري با هندسه موويسن 5 %از كسرحجمي مارتنزيت در دماي ℃25 بيشتر بود. توزيع كرنش پلاستيك معادل در نمونه هاي آزمايش كشش تك محوري با هندسه موويسن با ميزان جابجايي هاي 3mm، 8 mm ،11 mm در دماي اتاق با استفاده از شبيه سازي با نرم افزار آباكوس بدست آمد. نتايج بدست آمده نشان مي دهدكه در هر سه ميزان جابجايي، در نواحي نزديك به مركز شيار ها نسبت به مركز نمونه، كرنش پلاستيك معادل بيشتر است. همچنين در نواحي كه از شيار فاصله زيادي داشتند، ميزان كرنش پلاستيك تقريبا به صفر نزديك بود. با اندازه گيري مقدار مارتنزيت نواحي مختلف مشخص شد در هر سه ميزان جابجايي، در مركز نمونه آزمايش كشش تك محوري با هندسه موويسن مارتنزيت كمتري نسبت به نواحي نزديك به مركز شيارها تشكيل مي شود. همچنين در نواحي كه از شيار فاصله زيادي داشتند، مقدار مارتنزيت تشكيل شده بسيار كم بود. مقادير فاكتور تنش سه محوري در طول مسير بين مراكز دو شيار مايل، با استفاده از شبيه سازي با نرم افزار آباكوس محاسبه شد. نتايج حاصل از شبيه سازي با نرم افزار آباكوس نشان داد كه مقدار فاكتور تنش سه محوري در نواحي نزديك به مركز شيار ها نسبت به مركز نمونه بيشتر است.

1401/07/23

The Effect of Temperature and Different Tensile Processes on the Amount of Transformation of Austenite to Martensite of 304 Austenitic Stainless Steel

9/6/2023 12:00:00 AM

The purpose of this research was to investigate the effect of temperature and different stretching processes on the transformation rate of austenite to martensite in 304 austenitic stainless steel. To achieve this goal, uniaxial tension tests with standard geometry and uniaxial tension with Moeuwissen geometry were performed with different displacements and at two temperatures of 25℃ and -78℃. Microstructural studies were done using optical microscope, X-ray diffraction, and feritscope. The results of uniaxial tensile test samples with Moeuwissen geometry were discussed and analyzed using simulation with Abaqus software. These results showed that the transformation of austenite to martensite increases with the increase of applied displacement in both uniaxial tensile tests with standard geometry and Moeuwissen geometry. Also, in the uniaxial tensile test with standard geometry and Moeuwissen geometry, more martensite volume fraction is formed at -78 ℃ than at 25 ℃. In other words, the volume fraction of martensite formed at -78 ℃ in the uniaxial tensile test with standard geometry was 13% and in the uniaxial tensile test with Moeuwissen geometry 5% was higher than the volume fraction of martensite at 25 ℃. Equivalent plastic strain distribution in uniaxial tensile test samples with Moeuwissen geometry with displacements of 3 mm, 8 mm, and 11 mm at room temperature was obtained by simulation with Abaqus software. The obtained results show that in all three displacement rates, the equivalent plastic strain is higher in the areas near the center of the notchs compared to the center of the sample. Also, in the areas that were far from the notch, the amount of plastic strain was almost zero. By measuring the amount of martensite in different areas, it was found that in all three displacement rates, less martensite is formed in the center of the uniaxial tensile test specimen with Moeuwissen geometry than in the areas near the center of the notchs. Also, in the areas that were far from the notch, the amount of martensite formed was very low. Triaxial stress factor values along the path between the centers of two inclined notchs were calculated using simulation with Abaqus software. The results of the simulation with Abaqus software showed that the value of the Triaxial stress factor is higher in the areas near the center of the notchs compared to the center of the sample.

فولاد زنگ نزن آستنيتي 304 , آزمايش كشش تك محوري با هندسه استاندارد و موويسن , دماي تغييرشكل , نرم افزار آباكوس , استحاله آستنيت به مارتنزيت

austenitic stainless steel 304 , Uniaxial tensile tests with standard and Moeuwissen geometry , Deformation temperature , Abaqus Software , Transformation of austenite to martensite

Molood Shakeri

Dr. Hossein Arabi