ارزیابی متغیرهای موثر در فرایند ترمومکانیکی نورد داغ-نورد سرد و آنیل جهت تولید فولادهای زنگ نزن آستنیتی نانوساختار 316l و 301

تحقیقات زیادی جهت تولید نسل سوم فولادهای پیشرفته شامل فولادهای زنگ نزن به منظور حصول هم زمان استحکام و انعطاف پذیری با هدف کاهش وزن سازه ها و افزایش استحکام ویژه در حال انجام است. در میان مکانیزم های استحکام دهی ریزکردن دانه ها تنها روشی است که منجر به بهبود هم زمان استحکام و انعطاف پذیری می شود. در این پژوهش تأثیر اندازه اولیه دانه ها، دمای نورد سرد، کرنش، نرخ کرنش، مسیرکرنش، پیش کرنش و ترکیب شیمیایی فولاد بر روی تشکیل مارتنزیت و کرنش اشباع در فولادهای زنگ نزن آستنیتی l 316 aisi و 301 aisi مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تولید فولادهای نانوساختارآستنیتی از عملیات نورد سرد و آنیل استفاده شد. در ابتدا به منظور کاهش اندازه دانه اولیه فولاد ریختگی 301 aisi تا حد امکان، اثر زمان عملیات همگن سازی در محدوده 13-3 ساعت در دمای ?c 1200 پس از شرایط متفاوت نورد داغ در محدوده دمایی ?c 1200-1000 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کوچکترین اندازه دانه زمانی بدست می آید که عملیات همگن سازی در دمای ?c 1200 به مدت 9 ساعت و نورد داغ در محدوده دمایی ?c 1200-1000 با کرنش و نرخ کرنش به ترتیب 8/0 و s-1 2/1 انجام گردد. شرایط بهینه عملیات همگن سازی به متغیرهای نورد داغ بستگی دارد و با افزایش کرنش و نرخ کرنش زمان مناسب همگن سازی در دمای ?c 1200 کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد با کاهش دمای نورد سرد و با افزایش اندازه دانه اولیه،کرنش، پیش کرنش، میزان کسر مارتنزیت افزایش خواهد یافت وکرنش اشباع بسته به شرایط از 4/2 به 2/0 در این فولادها کاهش پیدا می کند. تغییر مسیر کرنش در دو جهت عمود بر هم و افزایش نرخ کرنش به شرطی که از تشکیل گرمای آدیاباتیک جلوگیری شود، سبب افزایش کسر مارتنزیت خواهد شد. آنیل در دمای °c 850 به مدت 1 دقیقه منجر به تولید فولاد 301 نانوساختار با اندازه دانه در حدود90-80 نانومتر گردید. در فولادl 316 و نمونه30 درصد پیش کرنش داده شده، آنیل در دمای °c750 به مدت 5 دقیقه منجر به تولید دانه های در حدود nm 40-30 شد. در این حالت استحکام کششی به mpa 1385 رسید. در این پژوهش نشان داده شد که افزایش مارتنزیت ناشی از کرنش همراه با کاهش کرنش اشباع منجر به کاهش بیشتر اندازه دانه ها می شود. در ادامه با کنترل میزان مارتنزیت تشکیل شده و کنترل متغیرهای آنیل می توان اندازه دانه نهایی و نهایتاً خواص مکانیکی که هدف اصلی است را کنترل نمود.