بررسي رفتار تغيير شكل داغ فولاد زنگ‌نزن 321 توسط آزمون فشار داغ و شبيه‌سازي آن با استفاده از معادلات ساختاري

Investigation of Hot Deformation Behavior of 321 Stainless Steel using Hot Compression Test and Modeling with Constitutive Equations

در اين تحقيق فرايندهاي شكل‌دهي گرم صنعتي با هدف دستيابي به دانش فني و بومي‌سازي فرايند شكل‌دهي فولادهاي زنگ‌نزن با استفاده از آزمون فشار گرم براي فولاد زنگ‌نزن آستنيتي 321 شبيه‌سازي شد. نمودارهاي تنش- كرنش حقيقي به‌دست آمده رفتار متداول بازيابي ديناميكي را از خود نشان دادند. اما با بررسي‌هاي ميكروسكوپي مكانيزم ترميم غالب در حين تغيير شكل گرم اين فولاد از نوع تبلور مجدد ديناميكي تشخيص داده شد كه با توجه به انرژي نقص در چيده شدن كم فولاد زنگ‌نزن 321 وقوع اين پديده توجيه گرديد. سپس با استفاده از نمودارهاي مرتبط با تنش حقيقي، كرنش حقيقي و نرخ كرنش سختي، نقطه شروع تبلور مجدد ديناميكي در شرايط مختلف مشخص شد. همچنين با استفاده از معادلات ساختاري و پارامتر زنز هولمن، رفتار شكل‌دهي گرم فولاد زنگ‌نزن 321 مورد بررسي قرار گرفت و انرژي اكتيواسيون تغيير شكل گرم براي اين فولاد برابر 422 كيلو ژول بر مول تعيين گرديد.

In this research, industrial hot deformation processes was simulated for 321 austenitic stainless steel using hot compression test with the aim of acquiring technical knowledge and indigenization of stainless steel production. The obtained stress-strain curves showed the common retrieval dynamic behaviour. By microscopic studies, the main restoration mechanism during hot deformation in this steel was diagnosed as dynamic recrystallization, that due to low stacking fault energy of 321 stainless steel, this phenomenon was justified. Then, using diagrams related to real stress, real strain and strain rate, the onset point of dynamic recrystallization was determined under different conditions. Also, using the constitutive equations and Zener-Holloman parameter, hot deformation behaviour of 321 stainless steel was studied and the activation energy of hot deformation for this steel was determined as 422 (Kj/mol).