چکیده

هدف از پژوهش حاضر ارزیابی اثر دما و نرخ کرنش بر رفتار تغییرشکل داغ فولاد 30XΓCA حاوی 3/0 درصد وزنی کربن بود که در ساخت تسمههای مورد استفاده در صنایع هوا- فضا کاربرد دارد. بدین منظور آزمونهای فشار داغ در محدوده دمایی °C 1000-800 و نرخ کرنش S^-1 1/0 – 001/0 روی نمونههای استوانهای تو پر از فولاد 30XΓCA انجام شدند. مشخصهیابیهای ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین گردید. منحنیهای تنش- کرنش حاصل از آزمون فشار داغ، رخ دادن فرایندهای کارنرمی مبتنی بر بازیابی و تبلورمجدد دینامیکی حین تغییرشکل داغ را نشان دادند. انجام آزمون فشار داغ در شرایط مختلف دما و نرخ کرنش تغییرشکل منجر به تغییر روند منحنیهای تنش- کرنش و تنش سیلان شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش، مقادیر تنش و کرنش پیک روند کاهشی داشته به گونهای که در نرخ کرنشهای S^-1 001/0، S^-1 01/0 و S^-1 1/0، با افزایش دما از °C 800 به °C 1000، تنش پیک به ترتیب حدوداً 52%، 60% و 38% و کرنش پیک به ترتیب حدوداً 25%، 30% و 45% کاهش یافته است. نتایج نشان داد که در اکثر شرایط تغییرشکل، مکانیزم اصلی کارنرمی، تبلورمجدد دینامیکی بود. از تطبیق معادله درجه سوم بر منحنیهای نرخ کارسختی بر حسب تنش برای تأیید وقوع پدیده تبلورمجدد دینامیکی استفاده شد. محاسبه تنش و کرنش بحرانی برای شروع تبلورمجدد دینامیکی نشان داد که با افزایش دما و کاهش نرخ کرنش، تنش و کرنش بحرانی شروع تبلورمجدد نیز کاهش یافته است به گونهای که در نرخ کرنشهای S^-1 001/0، S^-1 01/0 و S^-1 1/0، با افزایش دما از °C 800 به °C 1000، تنش بحرانی به ترتیب حدوداً 60%، 66% و 40% و کرنش بحرانی به ترتیب حدوداً 76%، 67% و 43% کاهش یافته است. علاوه بر این، با استفاده از روابط کمّی و معادلات آرنیوسی و پارامتر زنر- هولمن و با ترسیم نمودارهای مناسب، روابط مشخصه و انرژی اکتیواسیون تغییر شکل داغ فولاد تعیین شد. نتایج نشان داد که رابطه هایپربولیک با انطباق بیشتری ارتباط پارامتر زنر- هولمن (Z) با تنش پیک را در این فولاد نشان میدهد. در ضمن محاسبات نشان داد که انرژی اکتیواسیون تغییرشکل برای فولاد مورد آزمایش برابر با kJ/mole 11/256 است.