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
استاد

احمد رضائيان

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