مقدمه:
ورق های استیل آستنیتی، آلیاژهای آهنی هستند که ساختار مکعبی رو به مرکز (fcc) دارند و در نمودار فاز آهن-کربن به عنوان فاز γ (گاما) نامیده می شوند. اینها آلیاژهای تک فاز در نتیجه عناصر آلیاژی هستند که افزودن آنها فاز γ را از دمای بالا به شرایط برودتی تثبیت می کند.
ورق استیل آستنیتی آلیاژهای مهندسی جذابی هستند که مقاومت در برابر خوردگی خوب، جوش پذیری عالی، چقرمگی ضربه عالی، پایداری حرارتی و چکش خواری دارند. با این حال، آنها دارای استحکام تسلیم پایینی هستند که به دلیل وجود فاز γ با ساختار FCC نرم است.
از آنجا که فاز آستنیتی غیر مغناطیسی است، گاهی اوقات از این فولادها در کاربردهایی که مواد مغناطیسی قابل توجهی مدنظر نیستند، استفاده می شود.
خواص ورق استیل 304:
برای کاربرد ساختاری، یک ماده باید دارای نسبت مقاومت به وزن بالایی باشد. از آنجایی که ورق استیل 304 آستنیتی عمدتاً تک فاز هستند، ممکن است با پالایش دانه، آلیاژسازی با محلول جامد، تقویت نابجایی و کار سخت شدن تقویت شوند.
تکنیک‌های مختلف تغییر شکل‌های پلاستیکی شدید به منظور تولید ریزساختار تصفیه شده در مواد حجیم توسعه و ارزیابی شده‌اند. این تکنیک‌های تغییر شکل عبارتند از پرس زاویه‌ای کانال برابر (ECAP)، آهنگری چند جهته (MDF)، موج‌گذاری و صاف‌کردن مکرر، پرس شیار ثابت (CGP)، پردازش اغتشاش اصطکاکی (FSP)، فشرده‌سازی پوشش‌داده شده سیلندر (CCC)، اتصال رول تجمعی (ARB) و پردازش اغتشاشی اصطکاکی غوطه ور (SFSP) و غیره.
در مورد فولادها، فولادهای فوق ریز و نانو دانه با فشرده سازی چندگانه، اکستروژن هیدرواستاتیک، ECAP و فشار بالا سنتز شده اند. با این حال، محصول تولید شده توسط این فرآیندها از استحکام بالایی برخوردار است اما محدودیت هایی در اندازه نمونه های تولید شده وجود دارد، یعنی محصولات سایز بزرگ قابل تولید نیستند. همچنین میزان کرنش وارد شده به مواد در هنگام تغییر شکل بسیار کم است.
نورد برودتی (نور نورد برودتی) یا تغییر شکل در دمای برودتی پتانسیل ساخت مواد بسیار ریز دانه و نانو ساختاری را دارد و نمونه‌های اندازه بزرگ ممکن است با چگالی نابجایی بالا و خواص مکانیکی بهبود یافته تولید شوند. نورد برودتی با استفاده از آسیاب نورد معمولی انجام می شود.
با این حال، با این تفاوت که در نورد برودتی، نمونه ها در نیتروژن مایع غوطه ور می شوند تا قبل از نورد به دما و شرایط برودتی دست یابند. در دمای برودتی، سرکوب بازیابی پویا اتفاق می افتد که به پالایش دانه کمک می کند. در حالی که بازیابی پویا در نورد دمای اتاق صورت می گیرد.
تحقیقات انجام شده بر روی خواص مکانیکی ورق استیل 304:
شیونگ و همکاران، ریزساختار و خواص مکانیکی ورق استیل آستنیتی Fe-25Cr-20Ni را پس از انجماد با کاهش های مختلف مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که استحکام تسلیم و استحکام نهایی از 305 مگاپاسکال و 645 مگاپاسکال (قبل از تغییر شکل) به 1502 مگاپاسکال و 1560 مگاپاسکال (پس از تغییر شکل 90٪) افزایش یافته است.
روی و همکاران نیز اثر نورد سرد بر ورق استیل L304 را مطالعه کرده و گزارش کرده اند که فازهای آستنیتی با افزایش کاهش نورد سرد به فاز مارتنزیت تبدیل شدند. کارمک و همکاران تبدیل مارتنزیتی را بر رفتار سخت شدن و ارزیابی بافت در ورق استیل L304 را تحت فشرده سازی در دمای نیتروژن مایع مورد مطالعه قرار دادند.
در تحقیقات جدید تلاش هایی برای نورد برودتی ورق استیل آستنیتی 304 انجام شده است و نمونه های نورد شده برای تغییرات ریز ساختاری، رفتار مکانیکی و تبدیل فاز مورد بررسی قرار می گیرند.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی