شماره ركورد
34942
پديد آورنده
نيما مرادي
عنوان
شبيه سازي تاثير ابهاد بر ناهمگني كرنش و خواص مكانيكي ميلگردهاي توليد شده به روش ترمكس
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/2/8
استاد راهنما
عليرضا ايواني و حميد رضا جعفريان
استاد مشاور
حميد رضا جعفريان
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
اين پژوهش به بررسي تأثير ابعاد غلتك و ميلگرد بر ناهمگني كرنش، ريزساختار و خواص مكانيكي ميلگردهاي توليدشده به روش ترمكس با استفاده از شبيهسازي عددي و تحليل دادههاي استخراج شده ميپردازد. توزيع كرنش مؤثر در مقطع ميلگرد 18 نشان ميدهد كه نواحي مركزي تحت مد فشاري دوجهته و نواحي سطحي تحت كرنش صفحهاي دوجهته قرار دارند. در طي هشت پاس نورد، بيشترين كرنش مؤثر در مركز و كمترين آن در سطح ظاهر ميشود. شاخص ناهمگني كرنش (SIF) در پاسهاي فرد در راستاي Z و در پاسهاي زوج در راستاي Y بيشينه است و با افزايش پاسها، ميزان ناهمگني كرنش در هر دو راستا رشد ميكند به طوريكه در پاس دوم ناهمگني كرنش راستاي Y برابر با 355/0 ولي در پاس هشتم برابر با47/0 اين ناهمگني كرنش براي راساي Z نيز از استند دوم با مقدار 30/0 به 45/0 در پاس هشتم ميرسد، در حاليكه اختلاف ناهمگني بين دو راستا كاهش مييابد، به اين شكل كه درصد اختلاف ناهمگني كرنش در پاس دوم به مقدار مطلق 16%كه در پاس هشتم به مقدار مطلق 29/5 % كاهش پيدا ميكند. تحليل اثر قطر غلتك نشان ميدهد كه افزايش آن از 5/337 به 5/562 ميليمتر، موجب افزايش كرنش مؤثر مركزي و كاهش كرنش سطحي شده و در نتيجه ناهمگني كرنش افزايش مييابد. اين افزايش در ميلگرد 18 نسبت به ساير ميلگردها چشمگيرتر بوده و با رشد شاخص SIF از36/0 به 53/0 در راستاي Zهمراه است، كه در راستاي Y اي مقادير به صورت 37/0 به 57/0 افزايش پيدا ميكند. با اين حال، با كاهش سطح مقطع و افزايش تعداد پاسها، اختلاف بين ناهمگني كرنش در دو راستا كاهش مييابد براي ميلگرد 32 با كمترين ميزان كاهش سطح مقطع اختلاف ناهمگني كرنش بين دو راستا در قطر غلتك ثابت 5/562 ميلي متري برابر با 93/9 % ولي براي ميلگرد 18 با بيشترين كاهش سطح مقطع برابر با 21/6% است. بررسي ماكروساختار نيز نشان ميدهد كه افزايش قطر ميلگرد سبب افزايش ضخامت و كسر سطحي لايه مارتنزيتي و كاهش ضخامت لايه انتقالي ميگردد. از سوي ديگر، افزايش قطر ميلگرد موجب رشد دانههاي فازهاي پرليتي از 8/28 ميكرومتر در ميلگرد 18 به 95/43 ميكرومتر براي ميلگرد 32 و افزايش اندازه دانه فريتي از 45/8 ميكرومتر در ميلگرد 18 به 75/11ميكرومتر در ميلگرد 32 با كاهش نرخ سرد شدن ميباشد. نتايج آزمون كشش و سختيسنجي نشان ميدهد كه با افزايش قطر ميلگرد از 18 به 32، استحكام نهايي از 741 به 702 مگاپاسكال و تسليم از 645 به 520 مگاپاسكال كاهش و ازدياد طول از 25/14% به 9/15% افزايش مييابد، در حاليكه سختي مركزي تقريباً ثابت باقي ميماند ولي سختي سطح همانند استحكام افت ميكند. همچنين، ناهمگني سختي كاهش يافته و نشاندهنده توزيع يكنواختتر سختي در ميلگردهاي ضخيمتر است. يافتههاي اين پژوهش بيانگر اهميت پارامترهاي هندسي در كنترل دقيق رفتار حرارتي، ساختاري و مكانيكي ميلگردهاي ترمكسشده در فرآيند نورد گرم است.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/20
عنوان به انگليسي
Simulation of Dimensional Effects on Strain Inhomogeneity and Mechanical Properties of Thermex-Processed Rebars
تاريخ بهره برداري
4/28/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
نيما مرادي
چكيده به لاتين
This research investigates the influence of roll and rebar dimensions on strain inhomogeneity, microstructure evolution, and mechanical properties of rebars produced by the Thermex process, utilizing numerical simulation and the analysis of extracted data. The effective strain distribution across the 18 mm rebar section demonstrates that the central regions are subjected to a biaxial compressive mode, while the surface regions undergo biaxial plane strain. During eight rolling passes, the maximum effective strain is observed at the center, and the minimum at the surface. The Strain Inhomogeneity Factor (SIF) is maximized along the Z-direction in odd passes and along the Y-direction in even passes, with the magnitude of strain inhomogeneity increasing in both directions with an increasing number of passes. Specifically, the strain inhomogeneity along the Y-direction increases from 0.355 in the second pass to 0.47 in the eighth pass, and for the Z-direction, it increases from 0.30 in the second stand to 0.45 in the eighth pass. Concurrently, the difference in strain inhomogeneity between the two directions decreases; the absolute percentage difference in strain inhomogeneity in the second pass is 16%, which reduces to an absolute value of 5.29% in the eighth pass. Analysis of the effect of roll diameter reveals that increasing the roll diameter from 337.5 mm to 562.5 mm results in an increase in the central effective strain and a decrease in the surface strain, consequently leading to an increase in strain inhomogeneity. This increase is more significant in the 18 mm rebar compared to other rebar sizes, accompanied by an increase in the SIF from 0.36 to 0.53 along the Z-direction and from 0.37 to 0.57 along the Y-direction. However, with a reduction in cross-sectional area and an increase in the number of passes, the difference between strain inhomogeneity in the two directions diminishes. For the 32 mm rebar, with the least reduction in cross-sectional area, the difference in strain inhomogeneity between the two directions at a constant roll diameter of 562.5 mm is 9.93%, whereas for the 18 mm rebar, with the greatest reduction, it is 6.21%. Microstructural investigation indicates that increasing the rebar diameter leads to an increase in the thickness and area fraction of the martensitic layer and a decrease in the thickness of the transition layer. Furthermore, increasing the rebar diameter promotes the growth of pearlitic phase grains from 28.8 μm in the 18 mm rebar to 43.95 μm in the 32 mm rebar, and the ferritic grain size increases from 8.45 μm in the 18 mm rebar to 11.75 μm in the 32 mm rebar due to a reduced cooling rate. The results of tensile and hardness testing demonstrate that as the rebar diameter increases from 18 mm to 32 mm, the ultimate tensile strength decreases from 741 MPa to 702 MPa, the yield strength decreases from 645 MPa to 520 MPa, and the elongation increases from 14.25% to 15.9%, while the core hardness remains approximately constant, but the surface hardness decreases, mirroring the trend in strength. Additionally, the hardness inhomogeneity decreases, indicating a more uniform hardness distribution in thicker rebars. The findings of this research underscore the importance of geometric parameters in the precise control of the thermal, structural, and mechanical behavior of Thermex-processed rebars during the hot rolling process.
كليدواژه هاي فارسي
نورد داغ ميلگرد، نورد كاليبر، كرنش موثر، ناهمگني كرنش، سيستم ترمكس
كليدواژه هاي لاتين
Hot bar rolling , Caliber rolling , Effective Strain, Strain Inhomogeneity, Thermex process
Author
Nima Moradi
SuperVisor
Alireza Eivani & Hamidreza Jafarian