بررسي ريزساختار و خواص مكانيكي فولاد Fe-24Ni-0.2C پس از تغيير شكل پلاستيك شديد به روش RCSR

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق، اثر سيكل‌هاي مختلف يكي از روش‌هاي تغييرشكل پلاستيك شديد (SPD) با عنوان كنگره‌دار كردن و صاف كردن متوالي به وسيله نورد (RCSR) و همچنين اثر مسيرهاي مختلف كرنشي در اين روش بر روي يك فولاد آستنيتي-مارتنزيتي با تركيب شيميايي Fe-24Ni-0.2C از ديدگاه مكانيكي و ريزساختاري بررسي شد. براي بررسي خواص مكانيكي آزمايش‌هاي كشش و ريزسختي ويكرز انجام شد. از آزمايش كشش مقادير استحكام كششي، استحكام تسليم، ازدياد طول يكنواخت و توان كارسختي بدست آمد. براي بررسي ريزساختاري از تصاوير ميكروسكوپ نوري و تصاوير به دست آمده از روش پراش الكتروني از الكترون‌هاي برگشتي (EBSD) استفاده شد. از روش EBSD ميزان اندازه دانه متوسط، توزيع اندازه دانه، توزيع زاويه عدم‌انطباق و كسر مرزهاي كوچك‌زاويه بدست آمد. به كمك نتايج داده‌هاي آزمايش پراش اشعه X (XRD)، چگالي نابجايي‌ها و كسر حجمي مارتنزيت محاسبه شد. عمليات RCSR بر روي فولاد مورد بررسي در دو مسير كرنشي A و B انجام شد. بعد از هر سيكل در مسير A ، نمونه 180 درجه و در مسير B 90 درجه چرخانده شد. در اين تحقيق مشاهده شد كه با افزايش تعداد سيكل‌هاي RCSR، كسر حجمي مارتنزيت ناشي از تغيير شكل در مسير A از 3 درصد به 38 درصد و در مسير B به 32 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين چگالي متوسط نابجايي‌ها از 1014×5 به 1014×15 در مسير A و به 1014×30 در مسير B افزايش مي‌يابد. در نتيجه ماده كارسخت، استحكام تسليم از 254 مگاپاسكال به 872 مگاپاسكال در مسير A و به 940 مگاپاسكال در مسير B، استحكام كششي از 1210 مگاپاسكال به 1362 مگاپاسكال در مسير A و به 1442 مگاپاسكال در مسير B، ازدياد طول يكنواخت از 48/0 به 08/0 و توان كارسختي از 53/0 به 20/0 در مسير A و به 19/0 در مسير B تغيير مي‌يابد. همچنين مشاهده شد كه با افزايش تعداد سيكل‌هاي RCSR تا 25 سيكل، اندازه دانه به طرز چشمگيري كاهش مي‌يابد كه اين موضوع باعث افزايش استحكام تسليم مي‌شود. اندازه دانه در لبه براي مسير A از 75/11 به 2/0 ميكرومتر و در مسير B به 38/0 ميكرومتر تغيير مي‌كند. تغييرات اندازه دانه در مركز براي مسير A از 75/11 به 43/1 ميكرومتر و در مسير B به 1/2 ميكرومتر مي‌باشد. علاوه بر اين مشاهده شد كه دو مسير كرنشي مختلف تاثير متفاوتي روي چگالي متوسط نابجايي‌هاي فاز آستنيت و كسر حجمي مارتنزيت مي‌گذارد. اين موضوع منجر به تغييرات در تنش تسليم، استحكام كششي نهايي، ازدياد طول يكنواخت و توان كارسختي مي‌شود. تحقيق ما نشان داد كه در مسير B امكان حصول استحكام تسليم و استحكام كششي نهايي بالاتر (به ترتيب 48 مگاپاسكال و 80 مگاپاسمال بيشتر) در همان مقدار توان كارسختي مسير A وجود دارد.

191328

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ايواني

شكل دهي فلزات

دكتر محمد تقي صالحي - دكتر حميدرضا جعفريان