ارزیابی متغیرهای آنیل در فرایند ترمومکانیکی نورد سرد-آنیل جهت تولید فولاد زنگ نزن نانوساختار 301

در این تحقیق، تولید فولاد زنگ نزن نانوساختار 301 با استفاده از عملیات ترمومکانیکی نورد سرد سنگین و آنیل مورد مطالعه قرار گرفت. در این فولاد، آستنیت با انجام نورد سرد به مارتنزیت (strain-induced martensite) تبدیل می شود. با بازگشت مارتنزیت تغییر شکل یافته به آستنیت طی فرایند آنیل و با انتخاب دما و زمان مناسب می توان فولادی با اندازه دانه بسیار ریز تولید کرد. به همین منظور پارامتر های آنیل فولاد برای دستیابی به یک ساختار تا حد امکان ریز دانه بررسی شدند. تغییرات فازی، از طریق آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd)، فریتوسکوپی و دیلاتومتری و همچنین تغییرات میکروساختاری بوسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با اعمال %60 نورد سرد پس از کوینچ در دمای °c10-، تمام فاز آستنیت به فاز مارتنزیت تبدیل می شود. افزایش زمان آنیل نمونه های %90 نورد سرد شده در دماهای بالاتر از °c700، نشان دهنده کاهش ابتدایی مارتنزیت و سپس افزایش آن بود. افزایش مارتنزیت به رسوب کاربید های کروم و نیوبیوم، تخلیه کربن از زمینه و افزایش دمای ms فولاد تا بالاتر از دمای اتاق نسبت داده شد که منجر به تشکیل مارتنزیت در سرد کردن پس از آنیل می شود. اندازه گیری درصد حجمی فاز مارتنزیت در فولاد با استفاده از دو روش xrd و فریتوسکوپی، انطباق نسبتاً خوبی را نشان داد. مشخص شد که اندازه دانه آستنیت بازگشت یافته از مارتنزیت، وابستگی زیادی به مقدار نورد سرد اولیه دارد. با آنیل نمونه %90 نورد سرد شده در دمای °c800 به مدت 10 ثانیه در محلول نمک 100ml hcl-20ml ethanol، ساختار تقریباً آستنیتی با اندازه دانه میانگین 240 نانومتر بدست آمد. مقایسه آزمون کشش برای نمونه قبل از عملیات ترمومکانیکی و پس از عملیات نورد و آنیل در s10-°c800، نشان دهنده افزایش بیش از دو برابر استحکام تسلیم، افزایش حدود 8/1 برابری استحکام کششی و کاهش تغییر طول کل از %36 به %21 در نمونه پس از عملیات بود. همچنین تبعیت از رابطه هال-پچ در نمونه های با اندازه دانه بسیار ریز مشاهده شد.