عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار کار سرد وآنیل فولاد fe-mn-al-c
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1289;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75788;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1289;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75788
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- پوریا دست رنجی نژادفر
- استاد راهنما
- عباس زارعی هنزکی
- چکیده
- در سال های اخیر، اگرچه با معرفی فولادهایی با پدیده پلاستیسیته القا شده توسط دوقلویی و استحاله مارتنزیتی نیازها به مواد سازه ای با استحکام و داکتیلیتی مناسب رفع شد، همچنان نیاز به موادی سبک، منجر به معرفی نسل جدیدی از فولادها، با نام فولادهای سبک شد. به این منظور، محققین با افزودن عناصر سبکی مانند آلومینیوم در مقادیری قابل توجه، توانستند استحکام مخصوص فولاد را با کاهش چگالی آلیاژ افزایش دهند. تاکنون تحقیقات گسترده ای بر روی فولادهای سبک پایه آستنیتی به منظور شناسایی رفتار تغییر شکلی در دمای محیط و دماهای بالای این آلیاژها صورت گرفته است. اما در مقابل تحقیقات بسیار محدودی بر روی فولادهای سبک پایه فریتی به منظور شناسایی مکانیزم های تغییر شکلی آن ها انجام شده است. در این پژوهش به مطالعه رفتار تغییر شکلی فولاد سبک پایه فریتی با ترکیب شیمیایی Fe-11.15Mn-6Al-0.07C طی فرایند آنیل و کارسرد، پرداخته شد. ابتدا آزمایش فشار سرد تا دمای °C 400 تحت نرخ کرنش s-1 ?-?? بر روی نمونه های آنیل شده در دمای °C ???? به مدت ?? دقیقه انجام شد و بررسی خواص مکانیکی نمونه های فراوری شده در دمای محیط توسط آزمایش پانچ برشی صورت گرفت. در بخش دوم، به منظور بررسی تاثیر اندازه دانه و فاکتور اشمید، نورد سرد و آنیل در دمای مشابه به مدت زمان 3، 5 و 10 دقیقه و سپس آزمایش کشش دمای محیط تحت نرخ کرنش مشابه انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که دوقلویی در دانه های درشت فریت با سیستم <111>{112} تحت زاویه °?? با زمینه رخ داد که سبب ایجاد تضرس در منحنی سیلان، همراه با صدای کلیک و چروکیدگی سطح نمونه ها شد. نتایج نشان داد که دوقلویی های جهت گیری شده در جهت 101 به دلیل هم راستا بودن با صفحات مرجح لغزش در شبکه مکعبی مرکز پر، تنش برشی کمتری به ساختار وارد کرده لذا توزیع کرنش کمتری مشاهده شد. افزایش دمای آزمایش فشار به سبب حضور کاربید کاپا و عناصر جانشین آلومینیوم سبب ترغیب دوقلویی به میزان بالایی در نمونه ها شد. رفتار سخت شوندگی فولاد توسط مدل کروسارد-جول (C-J) بررسی شد و مشاهده شد که دوقلویی های مکانیکی فریت سبب افزایش نرخ کارسختی می گردند. در مرحله دوم، مکانیزم استحاله مارتنزیتی، دوقلویی درون فریت به همراه استحاله مارتنزیتی در آستنیت و دوقلویی درون فریت به عنوان مکانیزم های تغییر شکلی برای زمان های آنیل 3، 5 و 10 دقیقه شناسایی شد. مشاهده شد که دوقلویی در دانه های فریت با فاکتور اشمید بالای 0/35 با اندازه دانه بزرگتر از µm 100 رخ می دهد. در نهایت دیده شد که رخ دادن دوقلویی درون فریت در ساختاری نزدیک به ساختاری کاملا فریتی، سبب ازدیاد طولی تا 26% گردیده است.
- Abstract
- Recently, although the introduction of twinning induced plasticity (TWIP) and tripping induced plasticity steels (TRIP) as the structural materials satisfied the need of a good combination of strength and ductility, the need for reduction in weight steered the researches to introduce the new generation of steels called light-weight steels. Accordingly, scientists increased the specific strength of the steels by adding sufficient amount of light weight elements like Aluminum. Many researches have been conducted on the investigation of the deformation behavior of austenitic light-weight steels, while there are limited researches on the deformation behavior of ferrite based light-weight steels. In this study the deformation behavior of a ferrite based light-weight steel with the chemical composition of Fe-11.15Mn-6Al-0.07C were investigated through cold work and anneal process. First, the cold compression test were performed on the annealed specimens (at 1200 °C for 20 min) up to 400 °C under 0.01 s-1 strain rate and the subsequent room temperature mechanical properties of processed specimens were measured by shear punch test. Second, for the investigation of grain size and schmid factor effects, cold rolling and annealing were performed in the similar annealing temperature for different holding times of 3, 5 and 10 minute and the following room temperature mechanical properties were measured by tensile test under 0.01 s-1 strain rate. Results showed that twinning occurred in the large ferrite grains with the system of {112}<111> by 60° misorientation. It indicated that the <101>- oriented twins caused lower shear strain, because they rotate the grain toward the preferred slip plane of bcc and resulted in the lower strain distribution in the structure. The increase in the compression temperature caused the increment in the twinning occurrence due to the existence of ?-carbide and substitutional elements. The starin hardening behavior of the steel is investigated by crussard-jaul (C-J) model which showed that mechanical twinning increased the n-value. Eventually, deformation induced martensite, twinning in ferrite along with deformation induced martensite in austenite and twinning in ferrite characterized as the deformation mechanisms of 3, 5 and 10 minute annealed specimens after deformation, respectively. The results indicate that twinning occurred in large ferrite grains (>100 µm) with high schmid factor (> 0.35) which increased the total elongation to 26%. Keywords: Light-Weight Steel; Cold work- anneal; Twinning; Deformation induced martensite; Serrated flow behavior
