معادله رفتاري پايه فيزيكي براي پيش بيني تنش سيلان فولاد ميكروآلياژي در حين تغييرشكل داغ

Physically-based constitutive equation for prediction of the flow stress of microalloyed steel during hot deformation

معادلات رفتاري بر پايه مكانيك نابجايي ها در دماهاي نسبتا پايين قابل استفاده هستند. اما براي مدل كردن تنش سيلان در دماهاي بالا، نياز به در نظر گرفتن فرآيندهاي نفوذي مي باشد. به عبارتي، اثر نرم شوندگي بازيابي و تبلور مجدد ديناميكي بايد درنظر گرفته شود. در تحقيق حاضر، يك معادله رفتاري اصلاح شده زريليآرم استرانگ براي پيش بيني تنش سيلان دماي بالاي يك فولاد ميكروآلياژي ارايه شد كه در آن اثرات سخت شوندگي و نرم شوندگي درنظر گرفته شده است. نشان داده شد كه رابطه اصلي نمي تواند قسمت نرم شدن منحني هاي سيلان كه مربوط به تبلور مجدد ديناميكي است را مدل كند و مشخص شد كه اصلاحاتي در ثوابت رابطه لازم است تا بازيابي ديناميكي به شكل مناسبي در نظر گرفته شود. از طرف ديگر، براي مدل كردن مناسب داده ها مشخص شد كه بايد مراحل سخت و نرم شدن را جداگانه در نظر گرفت و از كرنش پيك در رابطه تنش سيلان استفاده كرد. مدل توسعه يافته با وجود پايبندي به اصول مدل زريليآرم استرانگ به خوبي توانست تنش سيلان در دماي بالا را پيش بيني كند. در كل مي توان اين مدل را يك روش مناسب و ساده براي مدل كردن تنش سيلان فولادها دانست.

The constitutive equations based on the dislocation mechanics are applicable at relatively low temperatures. Nevertheless, considering the diffusion processes is necessary for modeling the hot flow stress. In other words, the softening effects of dynamic recovery and recrystallization should be taken into account. In the present work, a modified Zerilli–Armstrong constitutive equation for predicting the hot flow stress of a microalloyed steel was proposed, in which the effects of hardening and softening phenomena were contemplated. It was shown that the original equation is not able to model the softening part of flow curves related to dynamic recrystallization and it was clarified that the constants of the model should be modified for appropriate consideration of the effects of dynamic recovery. On the other hand, it was found that the hardening and softening stages should be separated and the peak strain can be utilized into the flow stress formula. While retaining the general form of the original Zerilli–Armstrong model, the developed constitutive relation was able to appropriately predict the hot flow stress. Conclusively, this constitutive model can be considered as a simple and viable one for modeling the flow stress of steels.