ارتباط بين كرنش دوقلويي و پديده‌ي چروكيدگي سطحي در تغيير شكل موم‌سان فولاد آستنيتي منگنزي

Correlation between Twinning and Surface Rumpling Phenomenon during Plastic Deformation of Austenitic Manganese Steel

در اين مقاله، ارتباط بين پديده‌هاي چروكيدگي و ترك‌دار شدن سطحي با كرنش دوقلويي در تغيير شكل موم‌سان فولاد هادفيلد بررسي شده است. نقش عواملي مانند انرژي نقص چيدمان و ميزان كرنش دوقلويي در تحليل اين رفتار بررسي مي‌شود. نمونه‌هايي از فولاد هادفيلد با مقادير مشخصي‌ از كربن، منگنز و آلومينيم (يعني با انرژي‌هاي نقص چيدمان متفاوت)، به‌روش ريخته‌گري دقيق توليد شدند. نمونه‌ها در دماي محيط تحت آزمون كشش قرار گرفتند. چروكيدگي و ايجاد ترك‌هاي سطحي به‌همراه سازوكارهاي تغيير شكل موم‌سان اين فولادها، با استفاده از ميكروسكپ‌هاي نوري و الكتروني روبشي ارزيابي شدند. مشاهدات نشان دادند كه چروكيدگي در فولادهاي آستنيتي منگنزي با سازوكار كرنش دوقلويي در آن‌ها مرتبط است. اين سازوكار تغيير شكل به‌علّت ايجاد كرنش حجمي و چرخش دانه‌ها، سبب چروكيدگي سطوح آزاد دانه‌ها و در ادامه‌ي آن، ترك‌دار شدن نمونه شدند. افزون بر اين، مشاهده شد كه اين چروكيدگي و ترك‌دار شدن با افزايش كرنش، بيش‌تر و خشن‌تر مي‌شوند.

In this paper, the correlation between the surface rumpling and cracking phenomena with twinning mechanism during plastic deformation of Hadfield steel has been investigated. The effect of stacking fault energy and the amount of strain are evaluated. The experimental samples with specific amounts of carbon, manganese and aluminum resulting in different stacking fault energies, were produced using investment casting process. The tensile tests were conducted at ambient temperature. The microscopic and macroscopic investigations were done using optical and scanning electron microscopes. The observations have shown that surface crinkling of austenitic manganese steels is related to twining mechanism during plastic deformation. This plastic deformation mechanism causes rotation and inhomogeneous deformation of the grains and therefore, surface grains with free surfaces were becoming more crinkled and cracked. It was observed that crinkling and cracking phenomena takes place more and coarser with an increase in the strain.