بررسی تحولات ریزساختاری در فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 حین نورد داغ

از مکانیزمهای موثر در کنترل تحولات ریزساختاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی حین عملیات ترمومکانیکی، تبلور مجدد دینامیکی می باشد. اگر جوانه زنی تبلور مجدد روی مرزدانه های اولیه بطور گسترده ای انجام گیرد ساختاری موسوم به ساختار گردنبندی ایجاد می شود. بررسی تحولات دینامیکی فولاد زنگ نزن 316‎ در حین تغییر شکل داغ با انجام تست های فشار در دماهای c° 1100 -950 و درسرعت کرنش های s-1 1-01/0 صورت گرفت. از مباحث مهم در مطالعه تبلورمجدد در فولادها ، محاسبه تنش لازم برای شروع تبلور مجدد دینامیکی است که محققین آنرا منطبق بر نقطه عطف نمودارd?/d? =? بر حسب ? می دانند. این نقطه در نمودار/d? ? dبر حسب ? به صورت یک نقطه کمینه ظاهر خواهد شد. برای بررسی این نقطه روش های مختلفی تاکنون ارایه شده است. یکی از آنها روش پولیاک-جوناس است که یک معادله چند جمله ای از درجه نه بر نمودار? بر حسب ? منطبق می شود و دیگری روش نجفی زاده- جوناس می باشد که در این محدوده یک معادله درجه سه را بر نمودار ? بر حسب ? منطبق می نماید. تعیین مقادیر لازم برای شروع تبلور مجدد دینامیکی در فولاد زنگ نزن 316 به کمک هر دو روش انجام گرفته و سپس با نتایج متالوگرافی مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که روش دوم در ضمن سادگی از دقت لازم برخوردار است. بعلاوه، تنش بحرانی نرماله شده (uc = ?c/?p) برای این فولاد مقدار 92/0 بدست آمد. سپس با ارزیابی ریزساختار، سینتیک و تغییرات سختی در حین تکامل این ساختار مشخص شد که با انجام تبلور مجدد دینامیکی، حتی در کرنش حالت پایدار هنوز درصد زیادی از ریزساختار بصورت تبلور مجدد نیافته است. در این رابطه میزان تغییرات سختی با پیشرفت تبلور مجدد دینامیکی به شکل گردنبندی تا کرنش حالت پایدار افزایش می یابد و ریزساختار نهایی ناهمگن و شامل دو بخش دانه ریز ناشی از تحول تبلور مجدد دینامیکی و دانه های درشت تبلور مجدد نیافته می باشد. همچنین نتایج گسترش ساختار گردنبندی، با افزایش در مقدار پارامتر زنر-هولمن (z)در دماهای ثابت را نشان دادند. در انتها جهت بررسی تاثیر اندازه دانه اولیه بر ریزساختار تبلورمجدد یافته و سینتیک تبلورمجدد در یک دما وسرعت کرنش بخصوص، آزمایشات در شرایط عملیات آنیل انحلالی در سه دمای 1000، 1100 و c° 1200 و در شرایط ثابت تغییرشکل c° 1100 وسرعت کرنش s-11/. انجام شدند. بر این اساس با افزایش دمای آنیل از 1000 به 1100 و سپس c° 1200، کسر تبلورمجدد یافته از 1 به حدود 6/0 و بیشتر کاهش می یابد. اندازه دانه کوچکتر تجمع سریعتر نابجایی ها در مراحل اولیه تغییرشکل و در کرنش های کمتر را موجب می شود. بنابر این، با افزایش اندازه دانه اولیه، دانسیته مذکور، در تغییرشکل های بیشتر و در کرنش های بالاتری حاصل می شود. به عبارتی افزایش اندازه دانه اولیه در زمان مشخص منجر به کاهش کسر تبلورمجدد می شود. در ضمن، افزایش دانه های تبلورمجدد یافته در اثر افزایش دمای آنیل را می توان ناشی از کاهش سطح مرز در واحد حجم و به طبع آن کاهش مکان های جوانه زنی دانست.