مهندسی متالورژی

مهندسی متالورژی

بررسی رفتار تغییر شکل داغ یک فولاد زنگ نزن فریتی آلومینیوم بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سهند شیری مرکیه 1
امیر مومنی 2
1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران.
2 استادیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران.
10.22076/me.2025.2036539.1416
چکیده
در این پژوهش ، رفتار کار گرم فولاد سبک(1.13.5) 13.5Cr6Al0.3C مورد بررسی قرار گرفت. این فولاد با دارا بودن 3 درصد وزنی Al، دارای SFE بالاتری نسبت به سایر فولادهای زنگ‌نزن است، به همین علت رفتار فشار گرم این فولاد و تحولات ریزساختاری آن از جمله مکانیزم‌های بازیابی دینامیکی ((DRX و تبلور مجدد (DRV)مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به پیش‌بینی نرم‌افزار JMatPro، این فولاد در تمامی دماها فریتی بوده و رسوبات کاربیدی در آن تشکیل می‌شوند. بر همین اساس، آزمون فشار گرم دماهای 850، 900، 950 و C° 1000 در نرخ‌های کرنش 1، 1/0، 01/0 و 1-s 001/0 انجام گرفت. پس از محاسبه روابط بنیادین سینوس هایپربولیک، انرژی فعال سازی تنش سیلان برای این فولاد به میزان kJ/mol 84/379 محاسبه شد. همچنین معادله زنر-هولومان محاسبه گردید و بر اساس نقشه فرآیندی این فولاد، دمای C° 950 و نرخ کرنش 1-s 1/0 دارای کمترین میزان انرژی فعال سازی گزارش شد.
کلیدواژه‌ها
فشار گرم
فولاد فریتی
روابط بنیادین
نقشه فرآیندی

عنوان مقاله English

Hot deformation and recrystallization behavior of a high aluminum ferritic stainless steel

نویسندگان English

Sahand Shiri markieh 1
Amir Momeni 2
1 M.Sc., Department of materials engineering, Hamadan University of Technolog, Hamadan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of materials engineering, Hamadan University of Technolog, Hamadan, Iran.
چکیده English

In this research, the hot working behavior of 13.5Cr6Al0.3C high aluminum mild steel was investigated. This steel with 3% Al by weight has a higher SFE than other stainless steels, for this reason, the test of the hot pressure behavior of this steel and its microstructural changes, including recovery and recrystallization mechanisms, were investigated. According to the prediction of JMatPro software, this steel is ferritic at all temperatures and carbide deposits are formed in it. Accordingly, the hot pressure test was performed at temperatures of 850, 900, 950 and 1000 C at strain rates of 1, 0.1, 0.01 and 0.001-s. After calculating the fundamental relations of hyperbolic sine, the activation energy of silane stress for this steel was calculated as 379.84 kJ/mol. Also, the Zener-Holman equation was calculated and based on the process map of this steel, a temperature of 950°C and a strain rate of 0.1-s were reported to have the lowest activation energy.

کلیدواژه‌ها English

Hot compression
ferritic steel
dynamic precipitation
recrystallization
recovery

36

[1]      N.R. Baddoo, Stainless steel in construction: A review of research, applications, challenges and opportunities, J. Constr. Steel Res. 64 (2008) 1199–1206. https://doi.org/10.1016/J.JCSR.2008.07.011.
[2]      L. Gardner, The use of stainless steel in structures, Prog. Struct. Eng. Mater. 7 (2005) 45–55. https://doi.org/10.1002/PSE.190.
[3]      H. Mirzadeh, A. Najafizadeh, Flow stress prediction at hot working conditions, Mater. Sci. Eng. A. 527 (2010) 1160–1164. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2009.09.060.
[4]      Z. Sangarimotlagh, B. Tolaminejad, A. Momeni, I. Fedorova, I.S. Zuiko, R. Kaibyshev, Precipitation and Flow Behavior of AISI 630 Stainless Steel Deformed at Elevated Temperatures, J. Mater. Eng. Perform. 32 (2023) 3690–3702. https://doi.org/10.1007/S11665-022-07340-Z/METRICS.
[5]      X. Li, Z. Jiang, Z. Wan, Y. Zhang, C. Jia, T. Wang, Z. Li, Effect of Hot Deformation Parameters on Grain Refinement of an As-Cast Ni-Based Superalloy, J. Mater. Eng. Perform. 29 (2020) 6343–6354. https://doi.org/10.1007/S11665-020-05135-8/METRICS.
[6]      A. Rohatgi, K.S. Vecchio, G.T. Gray, The influence of stacking fault energy on the mechanical behavior of Cu and Cu-al alloys: Deformation twinning, work hardening, and dynamic recovery, Metall. Mater. Trans. A Phys. Metall. Mater. Sci. 32 (2001) 135–145. https://doi.org/10.1007/S11661-001-0109-7/METRICS.
[7]      T. Mirzaie, H. Mirzadeh, J.M. Cabrera, A simple Zerilli–Armstrong constitutive equation for modeling and prediction of hot deformation flow stress of steels, Mech. Mater. 94 (2016) 38–45. https://doi.org/10.1016/J.MECHMAT.2015.11.013.
[8]      H. Mirzadeh, Constitutive modeling and prediction of hot deformation flow stress under dynamic recrystallization conditions, Mech. Mater. 85 (2015) 66–79. https://doi.org/10.1016/J.MECHMAT.2015.02.014.
[9]      G. Zhao, X. Zang, Y. Jing, N. Lü, J. Wu, Role of carbides on hot deformation behavior and dynamic recrystallization of hard-deformed superalloy U720Li, Mater. Sci. Eng. A. 815 (2021) 141293. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2021.141293.
[10]    S.F. Medina, C.A. Hernandez, General expression of the Zener-Hollomon parameter as a function of the chemical composition of low alloy and microalloyed steels, Acta Mater. 44 (1996) 137–148. https://doi.org/10.1016/1359-6454(95)00151-0.
[11]    M. Aghaie-Khafri, F. Adhami, Hot deformation of 15-5 PH stainless steel, Mater. Sci. Eng. A. 527 (2010) 1052–1057. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2009.09.032.
[12]    E. Pu, W. Zheng, J. Xiang, Z. Song, J. Li, Hot deformation characteristic and processing map of superaustenitic stainless steel S32654, Mater. Sci. Eng. A. 598 (2014) 174–182. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2014.01.027.
[13]    A. Momeni, K. Dehghani, Characterization of hot deformation behavior of 410 martensitic stainless steel using constitutive equations and processing maps, Mater. Sci. Eng. A. 527 (2010) 5467–5473. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2010.05.079.
[14]    S. V. Mehtonen, L.P. Karjalainen, D.A. Porter, Hot deformation behavior and microstructure evolution of a stabilized high-Cr ferritic stainless steel, Mater. Sci. Eng. A. 571 (2013) 1–12. https://doi.org/10.1016/J.MSEA.2013.01.077.
[15]    Z. Guo, L. Li, Influences of alloying elements on warm deformation behavior of high-Mn TRIP steel with martensitic structure, Mater. Des. 89 (2016) 665–675. https://doi.org/10.1016/J.MATDES.2015.10.010.

  • تاریخ دریافت 08 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری 15 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 06 مهر 1404