استخراج روابط مربوط به تغيير فاز فولاد 304 در فرآيند كشش عميق جهت تعيين حد شكل دهي

Deriving of Phase Change Relations to Definition of Forming Limit of 304 Steel in During of Deep Drawing Process.

يكي از رايج ترين فولادهاي زنگ نزن آستنيتي، فولادهاي گروه 300 مي باشند. فولادهاي زنگ نزن آستنيتي قابليت شكل پذيري خوبي دارند. به دليل نيمه پايدار بودن فاز آستنيت، با انجام كار سختي بر روي اين فولادها، درصدي از ساختار به مارتنزيت تبديل مي شود و مارتنزيت به وجود آمده در حين شكل دهي اين گروه فولاد تاثير زيادي در رفتار كششي و بخصوص فرايند كشش عميق به وجود مي آورد. بنابراين جهت تعيين محدوده ي شكل دهي ايمن و دور از آسيب لازم است رفتار تغيير فاز اين فولادها فرموله و در محاسبات و تحليل هاي مربوط به تعيين محدوده ي شكل دهي اعمال گردند. تعدادي از مدلهاي آسيب شكل دهي در نرم افزار آباكوس تعريف شده اند، در حالي كه به دست آوردن و تعيين پارامترهاي اين مدلها، به آزمايش هاي پرهزينه و مشكلي نياز دارد. يكي از مدلهاي آسيب، مدل حد شكل دهي (FLD) است. هدف از انجام اين تحقيق، استخراج پارامترهاي لازم جهت مدل سازي آسيب (با احتساب اثر تغيير فاز)، به روش عددي و با استفاده از خود نرم افزار است ولي جهت مقايسه و بررسي صحت نتايج اين روش، اين پارامترها به روش عملي نيز استخراج شده اند. براي اين منظور، ابتدا پارامترهاي نمودار حدشكل دهي به طور عملي از آزمون اريكسن براي فولاد زنگ نزن نيمه پايدار آستنيتي 304 استخراج شده و سپس در روشي جديد، رفتار تغيير فاز از آستنيت به مارتنزيت اين فولاد در حين شكل دهي كشش عميق توسط نرم افزارهاي كلمكس (CLEMEX) و سيگماپلات (SIGMAPLOT) فرموله شده و نتايج آن به تعريف تغييرات خواص مكانيكي و فيزيكي ماده الاستيك پلاستيك با برنامه نويسي به زنان فورتون توسط زيربرنامه VUMAT به نرم افزار آباكوس (ABAQUS) انتقال يافته است. سپس آزمون اريكسن در نرم افزار آباكوس شبيه سازي شده و از زيربرنامه ي ذكر شده تعريف تغييرات خواص در شبيه سازي استفاده شده است تا نقاط مستعد به گلويي شدن موضعي (نقاط آسيب)، براي تمام نمونه ها شناسايي و نمودار حدشكل دهي عددي بر اساس كرنش هاي اصلي در اين نقاط ترسيم گردد. در پايان نتايج حاصل از اين روش و پارامترهاي به دست آمده از آزمايش عملي روي نمودار حدشكل دهي مقايسه مي شوند.

Up to now a large number of models have been developed to measure or predict the damage in equipments. Some of them have been implemented in ABAQUS software, To implement each of damage parameters in software, it is necessary to be perform complex and expensive practical tests. One of these damage models is Forming Limit Diagram (FLD).The purpose of this research is to be derived required parameters for modeling of damage with numerical method and use of software. But to study and compare of the accuracy of this method, these parameters have been derived with experimental method. To this purpose, at first FLD parameters for meta stable austenitic stainless steel 304 have been extracted from Erichsen test and then in a new method, behavior of changing in phase from austenite to martensite during deep drawing have been modeled with CLEMEX and SIGMAPLOT software for this steel. The obtained results with defining changes of physical and mechanical properties of elastic-plastic material, transmitted to ABAQUS via developing a VUMAT subroutine in FORTRAN. Then Erichsen test has been simulated in ABAQUS and aforementioned subroutine was used to define changes of properties in simulation to determine critical points susceptible necking for all test cups and numerical FLD was drawn based on principal strains in these points. finally, results of this procedure and practical test were compared on diagram.