شبیه سازی عددی پدیده پلاستیسیته ناشی از استحاله (trip) در فولاد زنگ نزن 201 طی فرایندهای کشش و نورد

پیش بینی دقیق خواص و ابعاد محصولات فولادی، به مدل¬سازی رفتار ترمومکانیکی فولاد در حین تغییرشکل، تکامل ریزساختار در مراحل مختلف و استحاله¬های فازی حین سرد کردن کنترل شده پس از تغییرشکل نیاز دارد. به علت تعداد بسیار زیاد متغیرهای درگیر در یک فرایند تغییرشکل، اغلب برای طراحی یک محصول با خواص مورد نظر لازم است تعداد قابل توجهی آزمون¬های آزمایشگاهی انجام شود. رویکرد سعی و خطا نه تنها به هزینه های تولید می افزاید، بلکه زمان تولید یک محصول را نیز افزایش می دهد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی با وجود داشتن مقاومت به خوردگی مطلوب، به دلیل داشتن استحکام تسلیم پائین به¬طور محدود درصنایع مختلف مورد استفاده قرار می¬گیرند. پدیده پلاستیسیته ناشی از استحاله (trip) آستنیت به مارتنزیت در فولادهای زنگ نزن آستنیتی شبه پایدار به عنوان یکی از مکانیرم¬های استحکام¬بخشی مهم مطرح بوده و اخیراً به منظور توسعه فولادهای فوق ریزدانه/نانوساختار مورد استفاده قرار گرفته است. از آن¬جایی که خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن آستنیتی به شدت وابسته به استحاله مارتنزیتی ناشی ازکرنش می باشد، پیش بینی مقدار فاز مارتنزیت که تعیین کننده خواص مکانیکی ماده است بسیار حائز اهمیت می باشد. در کار حاضر پدیده trip برای آزمون کشش تک محوره و عملیات نورد تخت یک فولاد زنگ نزن آستنیتی کم نیکل (aisi 201) به روش المان محدود شبیه¬سازی شد. در مدل شبیه¬سازی حاضر که با استفاده از نرم افزار abaqus توسعه یافته، المان¬های دوبعدی بر اساس مدل اُلسن-کهن رفتار فولاد را حین آزمون¬های کشش و نورد پیش¬بینی می¬کند. آزمون کشش تحت زیربرنامۀ abaqus/umat و عملیات نورد تحت زیربرنامۀ abaqus/vumat کدنویسی شد. به منظور اعتبارسنجی خروجی نرم¬افزار، نتایج حاصل از شبیه¬سازی با اطلاعات تجربی حاصل از آزمون کشش تحت دو مقدار متفاوت سرعت کرنش روی فولاد مورد نظر مقایسه شد و تطابق خوبی بدست آمد. میزان تجربی کسر حجمی مارتنزیت تشکیل شده در حین آزمون کشش در سرعت¬های کشش مختلف با خروجی نرم¬افزار توافق داشت. برای بخش نورد نیز با نرخ کرنشی نزدیک به نرخ کرنش آزمون کشش آزمایش¬های عملی انجام گرفت و توافق قابل قبول در مورد میزان تجربی کسر حجمی مارتنزیت تشکیل شده در حین نورد با خروجی نرم¬افزار حاصل گردید.