بررسي تاثير تن هاي پسماند بر رفتار پيري استاتيكي يك فولاد كم كربن نورد سرد شده

Investigation into the effect of residual stresses on the static strain aging behavior of a low-carbon steel

از جمله پديده هاي متالوژيكي كه توسط پديده نفوذ كنترل شده و مي تواند متاثر از تنش هاي پسماند داخل ماده باشد، پير كرنشي استاتيكي است. در تحقيق حاضر ابتدا تنش هاي پسماند ايجاد شده در قطعه در حين فرايند نورد سرد توسط يك مدل اجزاء محدود سه بعدي و همچنين آزمايش هاي عملي Hole Drilling تعيين گرديدند. نتايج حاكي از تفاوت در ميزان اين تنش ها در نمونه هاي نورد شده با شرايط مختلف و همچنين در قسمت هاي مختلف يك نمونه بود. سپس نمونه هاي نورد شده در دماي محيط ، 75°C و 100°C و براي مدت زمان هاي مختلف پير شده و تغييرات خواص مكانيكي نمونه ها توسط آزمون هاي مكانيكي كشش و سختي سنجي مورد مطالعه قرار گرفت. با بررسي نتايج به دست آمده از آزمون هاي مكانيكي انجام گرفته در نمونه ها مشاهده گرديد كه شرايط نورد و تنش هاي پسماند به وجود آمده در قطعه بر سينتيك پيري استاتيكي فولاد مورد آزمايش موثر بوده و نيز باعث ايجاد تغيير در انرژي اكتيواسيون اين فرايند شده است، به طوري كه تغيير مقدار تنش پسمان از 10- به 75 (MPa) منجر به تغيير زمان رسيدن به ماكزيمم سختي از 33 به 24 روز در نمونه هاي پير شده در دماي محيط گرديده است.

Residual stresses developed during cold deformation of steels can change the interstitial spaces within the atomic structure of material, affecting the subsequent diffusive processes occurred in the metal. Static strain aging as a diffusion-controlled metallurgical process may also be influenced by the residual stress state. In the present work, first, the residual stress state is determined using a three-dimensional mathematical model. The variation of residual stress state in samples rolled under different conditions was determined in this stage. In the next step, cold-rolled samples were statically aged at room temperature, 75°C and 100°C for different aging periods, while hardness and tensile testing were performed on the aged samples in order to study the changes taken place in the mechanical behaviour of the aged samples. The results indicate that the kinetics of static strain aging, as well as the activations energy of the phenomenon, are affected by the residual stress state developed during cold rolling experiments; and an increase in the surface residual hydrostatic stress from -10 to 75 (MPa) resulted in the decrease of the time required for reaching the maximum hardness from 33 to 24 days for the samples aged at room temperature.