عنوان پایان‌نامه
تاثیر انجام عملیات تغییر شکل پلاستیک شدید روی فولاد ماراجینگ برای بهبود خواص
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 809;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46709
- تاریخ دفاع
- ۰۶ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- هادی قاسمی نانسا
- استاد راهنما
- محمود نیلی احمدآبادی, سیدمحمدحسن پیش بین
- چکیده
- چکیده هدف از این تحقیق بررسی تاثیر تغییر شکل پلاستیکی شدید یا کرنش بالا بر خواص مکانیکی و رفتار استحاله¬ای فولاد مارتنزیتی (درصد وزنی) Fe-10Ni-7Mn می باشد. فولادهای مارتنزیتی نیکل – منگنزدار قابلیت پیرسازی بالایی دارند و به این دلیل جزء فولادهای فوق مستحکم به شمار می روند. اما بعد از پیرسازی، همیشه تردی شدید مرز دانه ای دارند. بررسی¬های انجام شده نشان داده است که با استفاده از تغییر شکل پلاستیکی شدید در حالت آنیل محلول می توان تا حدی خواص مکانیکی و انعطاف¬پذیری بعد از پیرسازی را بهبود داد. امروزه تغییر شکل پلاستیکی شدید به عنوان ابزاری برای بهبود خواص مکانیکی مواد فلزی مطرح است. در این تحقیق به منظور رسیدن به کرنش¬های بالا، از ترکیب دو روش شکل¬دهی یعنی نورد سرد شکل دار و فرآیند تولید سیم استفاده شد. میزان کرنش نهایی اعمال شده بعد از فرآیند مذکور نزدیک 7 بود. محصول نهایی سیم با قطرmm 0/45 بود. بررسی ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی روبشی رسیدن به ساختار¬های نانو با اندازه دانه میانگین 100 نانومتر را نشان داد. عملیات پیرسازی در دمایK 753 در مدت زمان sec 900 انجام شد. استحکام سیم پیرسازی شده حدودMPa 2540 و میزان ازدیاد طول آن حدود % 7 اندازه گیری شد. قابل ذکر است که این میزان استحکام در این آلیاژ، تا به حال گزارش نشده است. برای بررسی رفتار استحاله ای سیم بعد از هر مرحله تغییر شکل، نمودار پراش اشعه ایکس نمونه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج استحاله برگشتی مارتنزیت به آستنیت در حین تغییر شکل با کرنش بالا به دلیل ارتباط جهت¬گیری کریستالوگرافی بین مارتنزیتbcc و آستنیت را نشان داد. در ادامه تغییرشکل استحاله آستنیت به مارتنزیت اپسیلن با ساختار hcp مشاهده شد. علت وقوع این استحاله، تابع میزان انرژی نقص در چیده شدن آلیاژ است. محاسبات ترمودینامیکی نشان داد که انرژی نقص در چیده شدن این آلیاژ در محدوده استحاله آستنیت به مارتنزیت hcp قرار دارد. حضور آستنیت در سیم پیرسازی شده و استحاله آن به مارتنزیت اپسیلن با ساختار hcp در حین آزمایش کشش باعث بهبود انعطاف پذیری آن شده است. استحاله آستنیت به مارتنزیت اپسیلن و برگشت آن، مبنای خواص حافظه¬داری آلیاژهای حافظه¬دار پایه آهن است. در این آلیاژ هم در حالت کارسرد شده و هم در حالت پیرسازی شده خاصیت سودوالاستیسیتی قابل توجهی به دلیل انجام این استحاله در حین آزمایش کشش سیکلی مشاهده شد.
- Abstract
- Abstract: In this study the effect of severe plastic deformation applied by the mixed deformation route on the phase transformation and mechanical properties of Fe-Ni-Mn age hardenable martensitic steel have been studied. The deformation route includes shaped cold rolling and wire drawing. This process could provide a large strain deformation in this alloy. The total strain was ? ~ 7. Aging behavior and the tensile properties of Fe-10Ni-7Mn alloy were studied after aging at 753 k. The results showed that the ultimate tensile strength and ductility after cold rolling, wire drawing and aging increased up to 2540 MPa and 7.1 % total strain respectively while the conventional steels show a premature fracture stress of 830 MPa with about zero ductility after aging. Also, it was shown that the austenite can form during cold deformation by stress induced reverse martensitic transformation and with more deformation this austenite, because of low stacking fault energy as calculated by thermodynamic equations, can transform to epsilon martensite. During aging, the epsilon martensite has been transformed to austenite again. Ductility improvement after aging is the consequence of austenite to epsilon-martensite transformation during the tensile testing. The loading-unloading cyclic tensile test's results showed the pseudoelastic behavior in the Fe-10Ni-7Mn (wt %) alloy. The formation of ultrafine austenite grains during deformation and stability of this austenite after aging leads to observation of this pseudoelastic behavior. The negative Gibbs free energy and the low stacking fault energy makes austenite to hcp-martensite transformation energetically and mechanically favorable. The formation of serration during the cyclic tensile test of aged wire because of interaction between f.c.t-? (NiMn) precipitates and dislocations causes decrease in the amount of recovered strain during cyclic loading-unloading test.
