رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی اثر مهندسی مرزدانه بر خواص فولاد زنگ¬نزن آستنیتی با ساختار دوگانه با هدف توسعه محصولات فولادی پیشرفته
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
دكتری
گروه آموزشی
مواد
استاد

احمد رضائیان

دانشکده
مهندسی مواد

 در این پژوهش به بررسی اثر توسعه مرزدانه­های ویژه در فولاد زنگ نزن آستنیتیگروه 316L با ساختار دوگانه به کمک فرایندمهندسی مرزدانه پرداخته شده است. با استفاده از روش نورد- آنیل و با اعمال کرنشمعادل با 83% کاهش در ضخامت در دمای °C10- و آنیل پس از آن به مدت 30دقیقه در دمای °C800، ساختار دوگانه با متوسط اندازهدانه ?m 9/1 به عنوان ورودی فرایندمهندسی مرزدانه حاصل شده است. سپس فرایند مهندسی مرزدانه به روش نورد- آنیل و درپارامترهای کرنش اعمالی به میزان 5% و 15% کاهش در ضخامت (به ترتیب کرنش کم ومتوسط)، مدت زمان کوتاه آنیل پس از نورد به میزان 5 و 15 دقیقه در دمای °C 1000 و تعداد دفعات تکرار 1، 3و 4 مرتبه از هر سیکل فرایند بر روی نمونه­های حاصل از فرایند بازگشت مارتنزیتانجام شده است. آنالیز پراش پرتو ایکس به جهت بررسی­ تغییرات فازی انجام شد. آزمونخوردگی بین دانه­ای و بررسی ریزساختار سطوح خوردگی با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپالکترونی روبشی به منظور تعیین شرایط بهینه و انتخاب نمونه­ها جهت بررسی بامیکروسکوپ روبشی گسیل میدان (مجهز به آشکارساز پراش الکترون­های برگشتی) انجام شد. همچنین خواص مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایجآزمون پراش پرتو ایکس در ساختار نورد شده در دمای کم، 78% مارتنزیت ناشی از کرنش وآستنیت باقیمانده با کرنش زیاد شناسایی شد. بررسی­های ریزساختاری نشان داد که باانجام آنیل پس از نورد و بازگشت فاز مارتنزیت به آستنیت و تبلور مجدد آستنتیتباقیمانده ساختار دوگانه از اندازه دانه­ها ایجاد شده است. با انجام فرایند مهندسیمرزدانه با اعمال کرنش به میزان 5% کاهش در ضخامت، آنیل به مدت 5 دقیقه در دمای °C1000 و تکرار مسیر فرایند به میزان 4 مرتبه درجه حساس شدن در آزمونخوردگی از میزان 5/0±7/17% به 2/0±1/6% برای نمونه مهندسی مرزدانه شده کاهش یافت. نتایج بررسی­هایریزساختاری از سطوح در تماس با محلول خورنده، حاکی از کاهش میزان خوردگی اطرافمرزدانه­ها با اعمال سیکل مذکور بود. نتایج آزمون پراش الکترون برگشتی نشان داد کهدرصد شبکه مکان انطباق و مرزدانه­های 3S به ترتیب از میزان 42% و 16% در نمونه اولیه به میزان 72% و 53% درنمونه مهندسی مرزدانه شده افزایش یافته است. در مسیر با کرنش اعمالی 15% و آنیل بهمدت 15 دقیقه در دمای °C1000 و مرتبه تکرار 4 (مسیر باکرنش زیادتر)، با وجود دستیابی به 66% شبکه مکان انطباق و 44% مرز­های 3S، کاهش محسوسی در میزان درجه حساس شدن حاصل نشد. در این نمونهاندازه کم در مکان­های مرتبط دوقلویی، مورفولوژی ساده زنجیره­های دوقلویی و طول کمآن­ها نسبت به نمونه با کرنش اعمالی کم مشاهده شد. تشکیل مکان­های مرتبط دوقلوییبزرگ منجر به قطع بیشتر ارتباط مرزدانه­های تصادفی در ریزساختار شد. مقادیر متوسط3/10 و 5/4 برای نسبت اندازه مکان­های مرتبط دوقلویی به اندازه دانه به ترتیب درنمونه­های مهندسی مرزدانه شده در مسیر با کرنش کم و کرنش متوسط محاسبه شد. تعدادکمتر مکان­های مستعد برای جوانه­زنی تبلورمجدد در نمونه مهندسی مرزدانه شده باکرنش کم نسبت به نمونه با کرنش زیادتر، رشد بیشتر مکان­های مرتبط دوقلویی در این

نمونه را نشان می­دهد. با بررسی تغییرات نسبت 9S+27S به3S وقوع مکانیزم تشکیل مجدد مرزدانه­ها ناشی از برهمکنش مرز­های 9S و 27S در سیکل اول نمونه مهندسی مرزدانه شده با کرنش کم و مکانیزم دوقلویی  

تحت نظارت وف ایرانی