مقایسه تجربی و المان محدود خواص مکانیکی و شکل‌پذیری فولاد دوفازی و فولاد فریت - پرلیتی با ترکیب شیمیایی یکسان

Abstract

فولادهای دوفازی فریت – مارتنزیتی زیرمجموعه‌ای از فولادهای استحکام بالای پیشرفته هستند؛ که با اعمال عملیات حرارتی بر فولادهای کم‌کربن تولید می‌شوند. از ویژگی‌های بارز فولادهای دوفازی، استحکام و چقرمگی بالای آنها نسبت به فولادهای فریت – پرلیتی با ترکیب شیمیایی مشابه است. در این پژوهش به بررسی و مقایسه خواص مکانیکی و نمودار حد شکل‌دهی فولاد فریت – پرلیتی و فولاد دوفازی با ترکیب شیمیایی یکسان پرداخته شده است. بدین منظور با اعمال چرخه حرارتی آبدهی بین‌بحرانی بر فولادی کم کربن با ساختار اولیه فریت – پرلیتی، فولاد دوفازی فریت – مارتنزیت پیوسته تولید شد. سپس آزمون‌های کشش و سختی‌سنجی به منظور بررسی خواص مکانیکی، و آزمون ناکازیما برای تعیین شکل‌پذیری فولاد اولیه و فولاد دوفازی تولید شده انجام گرفت. همچنین نمودار حد شکل‌دهی فولادها با استفاده از روش المان محدود در مقیاس ماکرو، مدل‌سازی و با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج حاصل از آزمون‌های مکانیکی نشان داد که استحکام تسلیم، استحکام کششی و سختی فولاد دوفازی به ترتیب به میزان 65، 91 و 87 درصد نسبت به ساختار اولیه افزایش یافته است. بر اساس نتایج تجربی و مدل‌سازی حاصل از آزمون ناکازیما، فولاد دوفازی از شکل‌پذیری بهتری نسبت به فولاد فریت – پرلیتی برخوردار است. همچنین نتایج آزمون تجربی ناکازیما مطابقت خوبی با نتایج حاصل از مدل‌سازی دارد.