بررسي تأثير نوردپوسته اي بر خواص شكلپذيري ورقهاي فولاد ساده
كربني

روح اله بصيري1*، داود آصفي2، حسين مناجاتي زاده3، عباس نجفي زاده4، علي ناظري5
1ـ دانشجوي كارشناسي ارشد، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد نجف آباد، اصفهان، ايران
2ـ كارشناس ارشد، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد نجف آباد، اصفهان، ايران
3ـ استاديار، دانشگاه آزاد اسلامي واحد نجف آباد، اصفهان، ايران
استاد، دانشگاه صنعتي اصفهان، گروه مواد، اصفهان، ايران
كارشناس واحد نورد سرد، مجتمع فولاد مباركه، اصفهان، ايران
* Rooholabasiri@yahoo.com
(تاريخ دريافت: 08/06/90، تاريخ پذيرش: 23/01/91)

چكيده
در اين پژوهش بـه بررسـي تـأثير شـرايط نـورد پوسـته اي بـر ميـانگين ضـريب كـار سـختي (

n) و نسـبت ناهمسـانگرديقائم (

r) كه منجر به كشش عميق پذيري محصولات مورد استفاده در صـنايع اتومبيـل سـازي مـي گـردد، پرداختـه شـدهاست. اين دو پارامتر از شاخص هاي ارزيابي شكل پذيري مي باشند. بر همـين اسـاس سـه سـري نمونـه فـولاد سـاده كربنـيمتفاوت، انتخاب شد. سري اول نمونه هاي قبل و بعد از نورد پوسته اي مي باشند. سري دوم نمونه هايي هستند كه بـا درصـدمتفاوت نورد آزمايشگاهي آماده شده اند. سري سوم نمونـه هـايي بـا شـرايط يكسـان توليـدي و بـا مقـدار متفـاوت درصـدكشيدگي نورد پوسته اي مي باشند. سپس تأثير شرايط متفاوت توليدي هريك از اين سـه سـري بـر خـواص شـكل پـذيرينمونه ها بررسي شده است. نتايج نشان داد نورد سرد زير 8/4% و درصدكشيدگي در نورد پوسته اي برr

بي تأثير مي باشـد .
ب ا اف زايش كارس رد، درصدكش يدگي در ن ورد پوس ته اي ب ه ش دت ك اهش م يياب د. مي زان اي ن ك اهش مس تقل ازدرصدكشيدگي در نورد پوسته اي و به ريزساختار و شرايط قبل از نورد پوسته اي برميگردد.

واژه هايكليدي:
فولاد ساده كربني، شكل پذيري، نورد سرد، نورد پوستهاي، ضريب كارسختي

1ـ مقدمه
صنايع فولادي با افزايش مقدار شكل پذيري محصولات خـود درخ ودرو را اف زايش دهن د [1]. محاس به ش كل پ ذيري ورقه اي تلاشند تا كيفيت محصـولات توليـدي مـورد مصـرف در صـنايع فولادي از نتـايج آزمـون كشـش تـك محـوري و بررسـي رفتـار
تنش-كرنش نمونه ها انجام ميگيرد كه توسط آن دو پارامتر مهم ضريب كار سختي1و ناهمسـانگردي قـائم2 كـه بـه ترتيـب نشـاندهنده مقاومت ماده به گلويي شـدن و مقاومـت بـه نـازك شـدنمي باشند، قابل محاسبه است. از اين دو پارامتر براي ميـزان اتسـاعپذيري و كشش عميق پذيري استفاده ميشود. بـراي دسـتيابي بـهشكل پـذيري مناسـب بايـد ايـن دو پـارامتر داراي مقـادير بـالاييباشند؛ بر خلاف استحكام تسـليم كـه پـايين بـودن آن حـاكي ازخواص مناسب براي شكل پذيري است [2-3].
در ص نايع تولي د ورق ف ولادي محص ولات ب ا خاص يت كش ش عميق پذيري3 به محصولات با شكل پذيري بالا اطـلاق مـي شـود .
فولادي كشـش عميـق پـذير ناميـده مـي شـود كـه داراي مقـاديرضريب كار سختي بـين 24/0-22/0 وضـريب ناهسـانگردي قـائمبين 2-6/1 باشـد [4]. فولادهـاي كشـش عميـق پـذير بـا تركيـبشيميايي كربن و نيتروژن بسيار كم به عنوان فولادهاي فـوق كـمكربن و يا فولادكم كربن شناخته مي شود. بجز تركيـب شـيمياييشرايط توليد شامل شرايط نوردگرم، نورد سـرد، آنيـل و شـرايطنورد پوسته اي4 از عوامل مهم تأثير گذار بر خواص شكل پـذيريمي باشند [5]. تحقيقات زيادي در ارتباط با تأثير شرايط توليـد بـراين خواص انجام شده اسـت . سـال هـاي گ ذشـته تـلاش بسـياريانجام شده تا تأثير اين پارامترها به صورت جداگانه مورد بررسـيقرار گيرد. همچنين از سيستمهاي هوشمند براي بررسي جداگانـهاين پارامترها استفاده شده است. با اين همه، تحقيقـات محـدوديدر ارتباط با تأثير شـرايط نـورد پوسـته اي بـر روي شـكل پـذيريانجام گرفته است. نورد پوسته اي بـه منظـور حـذف مـوج، بهبـود
كيفي ت س طح و ح ذف منطق ه تغييرش كل غي رهمگن5 پ س از اس تحكام تس ليم بك ار گرفت ه م ي ش ود [6]. منطق ه تغيي ر ش كل ناهمگن در نمودار تنش-كرنش آلياژهايي كه حاوي عناصر بـيننشين هستند ظاهر شده و تحت عنوان پديدهي افت تسليم شناخته مي شود (شكل 1). همانطور كه ملاحظه ميشود فـولاد در ابتـدابراي تسليم به يك تنش تسليم بالاتر (نقطه 1) نياز داشته و پس از آن تنش سيلان بهطور ناگهـاني افـت مـيكنـد (نقطـه 2) و تغييـرشكل ناهمگن تا رسيدن به منطقه همگن ادامه مييابد.

شكل (1): تعيين منطقه تغيير شكل همگن و ناهمگن در نمودار تنش-كرنش

به منظور حذف منطقهي تغيير شكل ناهمگن، پـس از آنيـل ورقبطور مجدد تحت ميـزان بسـيار كمـي كـرنش قـرار مـي گيـرد تـانابجاييهاي قفل شده توسط عناصر بين نشين، آزاد شده و لغزش نمايند. اين لغزش باعث يك تغييـر شـكل پلاسـتيك انـدك كـهبيشتر در سطوح ورق متمركز است مـي شـود . قفـل شـدن مجـددنابجاييها و بروز مجدد پديدهي افـت تسـليم در نمـودار مسـتلزمگذشت زمان و نفوذ اتمها اسـت كـه در صـورتيكـه ايـن زمـانحاصل نشود، منطقه غيريكنواخت در فراينـد شـكل دهـي بعـديورق حذف مي شود [7 – 8]. درصد ازدياد طول EL)%) در نـوردپوسته اي برحسب عـرض و ضـخامت متغييـر اسـت. تـأ ثير ميـزاندرصد ازدياد طول بـر خـواص شـكل پـذيري فولادهـاي كشـشعميق پذير تا كنون مورد بررسي قرار نگرفته است. در اين تحقيق ت لاش خواه د ش د ب ا اس تفاده از آزم ون ه اي آزمايش گاهي و تغييرات در خط نورد پوسته اي به بررسـي تـأثير ايـن شـاخص بـرخواص شكل پذيري و مكانيكي پرداخته شود.

2ـ مواد و روش تحقيق
ضريب كار سـختي (n) و نسـبت كـرنش مومسـان (r) بـه ترتيـببيانگر مقاومت ورق در مقابـل گلـويي شـدن وكـاهش ضـخامت است. ضريب كار سختي از روي دادههاي تنش وكرنش آزمـون كشش، با استفاده از معادله هـولمن (σ=Kεn) بدسـت مـي آيـد . آزمون كشش با نرخ كرنش (s/1) 004/0 و طبق استاندارد آلمان (DIN EN-1000) انجام شد. نسبت كرنش حقيقي درجهت پهنـاεw به كرنش حقيقـي درجهـت ضـخامت εt درآزمـايش كشـشتك محوري را نسبت كرنش مومسان مي نامند. بـرا ي تعيـينr در نمونه، 20% افزايش طول ايجاد شد سپس با اندازهگيـريεt و εw، r محاســبه گرديــد. ناهمســانگردي قــائم از رابطــه (1) محاســبه مي شود:
r = r0 +2r445 +r90 :(1) رابطه
كه اعداد 0، 45 و 90 نشان دهنده جهت آماده سازي نمونه نسبت به جهت نورد است. براي محاسبه n نياز به بدست آوردن چندين نقطه بر روي نمـودار تـنش-كـرنش اسـت. كـه طبـق اسـتاندارد ASTM E646 معمولاً بيش از پنج نقطه انتخـاب شـده و پـس ازمحاسبه تنش و كرنش حقيقي و قرار دادن در رابطه 2 ،n محاسبه مي گردد.
رابطه (2):

كه N تعداد جفت دادههاي بدست آمده از نمودار تنش-كـرنشاست. به همين ترتيب مقادير n⎯در سه جهت اندازه گيري شده و هم-چون رابطه (1) مقادير ميانگين آنها محاسبه گرديد. نمونهها بوسيله متالوگرافي نوري مـورد بررسـي سـاختاري قـرار گرفتنـد. بررس يه اي س اختاري اي ن نمون هه ا بيش تر ب ه منظ ور مقايس ه مورفولوژي و اندازه دانـه هـا صـورت گرفـت. بـراي ايـن منظـورنمونهها از طريق دستورالعمل متداول آزمايشگاه محصـول فـولادمباركه براي فولادهاي ساده كربني آماده سازي و بوسـيله نايتـال5٪ اچ شــد و تصــاوير آن هــا بوســيله ميكروســك وپ نــوري در بزرگنماييهاي 200 و 400 برابر تهيـه گرديـد. هـم چنـين انـدازهمتوسط دانهها با استفاده از روش جفري6 يا روش تقاطع خطـوط
طبق استاندارد (ASTM E112) تعيين گرديد. براي تعيـين انـدازهدانه متوسط از تصاوير متالوگرافي نمونهها در جهت نورد استفاده شده و از طريق اندازهگيري مجزا در دو جهـت افقـي و عمـوديدر تصوير، نسبت كشيدگي دانههـا 7 در جهـت نـورد نيـز تعيـينگرديد. سه سري نمونه در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفتهاند كه تركيب شيميايي اين سه سري در جدول (1) نشـان داده شـدهاست. سري اول كلافهاي مجموعـه A كـه قبـل و بعـد از نـوردپوسته اي نمونهگيـري شـده و خـواص آنهـا مـورد بررسـي قـرارگرفته است. نورد پوسته اي ايـن مجموعـه، بـا 7/0 درصـد ازديـادطول (EL%) انجام شده اسـت . بـه منظـور بررسـي دقيـق تـر تـأثير كاهش سطح مقطع بر خواص شكل پـذيري ، بـر روي نمونـه هـايسري B آزمون نورد سرد در آزمايشگاه انجام شـده اسـت. بـرايرسيدن به ايـن مهـم فـولادي پـس از عمليـات آنيـل جعبـهاي در شرايط صنعتي فولاد مباركه انتخاب شده و از آن 5 نمونه 60×40 سانتي متر جدا شد. براي اطمينان از سـاختار يكسـان، هـر 5 نمونـهدر طول ورق فولادي با ابعاد4 ×1/1 متر مطابق شكل (2) انتخاب شدند. پس از انجام نورد با سرعت خطي (N) 18/0 متر بر ثانيـه واعمال كاهش سطح مقطع متفاوت بر روي نمونهها، آزمـون هـايمتالوگرافي و مكانيكي برروي آنها انجـام شـد. سـري سـوم كـههمگ ي از ش رايط تولي دي يكس اني تـا قب ل از ن ورد پوس ته اي برخودارند با تغيير شرايط نورد پوسـته اي تغييـرات شـكل پـذيريآنها مورد بررسي قرار گرفته است.

جدول (1): تركيب شيميايي كلاف
Code %C %Si %Mn %Al N(ppm)
A1 0/045 0/009 0/209 0/049 19
A2 0/049 0/01 0/204 0/047 30
A3 0/039 0/009 0/209 0/049 19
A4 0/05 0/01 0/220 0/055 58
A5 0/05 0/01 0/220 0/055 58
B 0/036 0/012 0/27 0/043 25
C 0/034 0/009 0/215 0/045 35

شكل (2): نحوه آماده سازي 5 نمونه نورد سري B

A⎯n⎯r شكل (3): تغييرات (الف) و (ب) براي مجموعه () قبل و بعد از نورد پوسته اي

نم ي ده د و نم ودار ب ه ص ورت ص اف م ي باش د. مط ابق ش كل
ارتباط r⎯و n⎯براي مجموعه نمونه هاي سري A براي قبـل و بعـداز نورد پوسته اي در شكل (3) نشان داده شده اسـت . مطـابق ايـنتصـوير تغيي راتn ⎯ش ديد ب وده و رون د كاهش ي از خ ود نش ان مي دهد. r⎯قبل و بعـد از نـورد پوسـته اي تغييـرات چنـداني نشـان(3 – الف) نـورد پوسـته اي تـأ ثير چنـداني بـر رويr ⎯ نـدارد . r⎯ ارتباط مستقيم با جهتگيري يا بافت دارد. مهمترين عامـل تغييـربافت فولادساده كربني شرايط آنيل مي باشد كه بـا جوانـهزنـي ازدانه هاي كار سرد شده، جهتگيري مشخص مي يابنـد [9]. چـونكش يدگي حاص ل از ن ورد پوس ته اي، تغيي ري در جه ت گي ري كريستالها ندارد ميتوان گفت نورد پوسته اي باعث تغييـر بافـتو در نتيج ه r⎯ نش ده اسـت. مط ابق ش كل (3- ب)، ب راي تم ام نمونه هاي سري اول (A)، پس از نورد پوسته اي،n ⎯روند كاهشي نشــان مــي دهــد. درصــد تغييــرات ضــريب كارســختي پــس ازنوردپوسته اي براي هريك از نمونـه هـاي سـريA در شـكل (4) نشان داده شده است. مشاهده مي شود براي هريك از نمونه ها اين ك اهش متف اوت اس ت و در ب ازه 7/8 ت ا 30% ب راي نمون ه ه اي مختلف تغيير مي كند. علت ايـن كـاهش، از تأثيرپـذيري مسـتقيمض ريب كارس ختي ب ا تغيي رات ريزس اختاري نش أت م ي گي رد. ارتباط ريزساختار و ضريب كارسختي توسط آنتونيو 9 [10] ارائه شده است ( رابطه (2)). (2) (n=0.450-0.001(σPA+σSA+σGB+σPCT+σF0.2

ج اييك ه σSA ت أثير عناص ر محل ول، σPA ت أثير ت نش پيرل ز، σPCT جزء ذرات رسوبي، σGB جزء مرز دانـه،σF0.2 جنگـلنابج ايي اس ت ( ه ر دو پ ارامتر σSA و σPA مت أثر از تركي ب شيميايي است). علت متفاوت بودن درصـد كـاهش n⎯بـراي هـرنمونه سري A در شكل (4)، ديگر شـاخص هـاي ريـز سـاختاريه مچ ون مق دار رس وبات م يباش د. نابج اييه ا منش أ ض ريب كارسختي هستند و هر عاملي كه بر حركت آنهـا تـأثير بگـذاردمستقيماً بر ضريب كارسختي تأثير ميگذارد. با افزايش موانع سد كننده، حركت نابجاييها كند شده و در نتيجه ضريب كارسختي كاهش مييابد. مسير حركـت نابجـايي 8 را MFP مـي نامنـد . هـرعاملي كه MFP را كاهش دهـد باعـث خواهـد شـد كـه ضـريبكارسختي كاهش يابد. با افزايش شاخص ريزساختاري، رسوبات كه همچون موانع سد كننده نابجـايي مـيباشـد، باعـث مـيشـودنابجاييها با يكديگر برخـورد كـرده و دانسـيته آنهـا افـزايش وضريب كارسختي كاهش يابد. رابطهي 2 نيز گوياي ايـن مطلـباست [7 -8].

شكل (4): درصد تغييرات ضريب كارسختي پس از نوردپوسته اي براي هريك از نمونه هاي سري A

حال ميتوان گفت اگر دو نمونه با حجم رسوبات متفاوت وجود داشته باشد و اين دو نمونه بـا مقـدار يكسـان كارسـرد شـوند، در نمونهاي كه حجم رسوباتش بيشتر است بعد از كار سرد به علـتداشتن رسوبات بيشتر، دانسيته نابجايي بيشـتري ايجـاد شـده و درنتيجه كاهش ضريب كارسختي آن بيشتر خواهد بود. اين مهـم رامي تـوان از نتـايج حاصـل از كـار آنتونيـو بهتـر درك كـرد . ايـنمحقق نمونههايي با درصد حجمي متفاوت رسوبات و بـا كـرنشيكسان 02/0 كار سرد شده را مورد بررسـي قـرار داد و دريافـتهرچه حجم رسوبات در نمونهها بيشتر باشد دانسيته نابجايي ايجاد شده توسط كار سرد بيشتر مـي شـود و بـا ايجـاد دانسـيته نابجـاييبيشتر، كاهش ضريب كارسـختي بعـد از كـار سـرد بيشـتر اسـت[11]. بر همين اساس به علت يكسان بودن شـكل و انـدازه دانـه و
نس بت كش يدگي، م ي ت وان تف اوت در مي زان ك اهش ض ريب كارسختي در نمونههاي سريA را به تفاوت در حجـم رسـوباتبوج ود آم ده در نتيج ه ش رايط متف اوت تولي دي قب ل از ن وردپوسته اي وعامل ريزساختاري دانسيته نابجايي نسبت داد. البتـه دراين فولادها وجود ذرات AlN مهم و تاثيرگذارنـد (TiC در ايـنفولاده ا وج ود ن دارد). بررس ي ش رايط تولي دي قب ل از ن وردپوسته اي اين محصولات نشان داد همگي داراي شرايط متفـاوتهستند. مهمترين شـاخص توليـدي كـه منجـر بـه تغييـر در ميـزانرسوبات مي شود دماي كلاف پيچي (CT) مي باشد. دماي كلاف پيچي اين نمونه ها در جـدول (1) آورده شـده اسـت. مطـابق ايـنجـدول نمونـههـاي 5, A4 A3 از بيشـترين دمـاي كـلاف پيچـيبرخوردار بودهاند. دماي بالاي 600 درجه سـانتي گـراد منجـر بـهرسوبگذاري ذرات AlN شده و در مراحل آنيل و ديگـر مراحـلبرخواص نهايي تأثير گذار است [12]. با توجـه بـه ايـن ن كتـه كـهتمامي اين 5 كلاف داراي شرايط يكسان آنيل مي باشند، كـلافپيچي در اين دما باعث تفاوت درحجم رسوبگذاري شده است و در نتيجه در شرايط يكسان نورد پوسته اي افت ضريب كارسختي متفاوت است.
3 -1- تأثير ريز ساختار برشكل پذيري مطابق رابطه (2) ضريب كارسختي با شاخص هـاي ريزسـاختاريهمچون عناصر محلول، ذرات رسوبي، مرز دانه و دانسيته نابجايي ارتباط مستقيم دارد. براي نمونههاي B خواصي كه پـس از نـوردپوسته اي به علت تغييـر شـكل تغييـر مـي كنـد دانسـيته نابجـايي وخواص دانه شامل شكل و اندازه مي باشد. زيرا تركيب شيميايي و شرايط توليد قبل از نورد پوسته اي ثابت بوده و دماي انجام نـوردپوس ته اي در مح دوده رس وبگذاري ذرات رس وبي نم ي باش د.
بررسي خواص دانه بندي اين نمونه هـا نشـان داده اسـت تغييـراتكشيدگي دانه ها بسيار كم بوده و تنها عامل ريزساختاري موجود، تغيي رات دانس يته نابج ايي م ي باش د [10]. مه مت رين عام ل ري ز س اختاري ب ر ناهمس انگردي ق ائم r⎯ خ واص ش كل پ ذيري در فلزات، جهت گيري ترجيحي دانه ها (يعني گرايش آماري دانهها ب ه جه ته اي بلورش ناختي خ اص) اس ت. جه تگي ريه اي ترجيحي يا بافتهـاي بلورشناسـي، در نتيجـه چـرخش شـبكه دردانههاي فلزات كار شده در حين تغيير شكل و بـر اثـر لغـزش يـادوقل ويي ايج اد م يش ود. تبل ور مج دد در ح ين آني ل، باف ت بلورشناختي و ناهمسانگردي (r ⎯) را تغيير ميدهد [9]. در نتيجـهبراي نمونههاي B چون شرايط آنيل قبل از نورد پوستهاي يكسان بوده پيش بيني مـيشـود كـه ايـن نمونـه هـا داراي ناهمسـانگردي (r ⎯) يكسان بوده و نورد پوستهاي نبايد تأثيري بر ناهمسـانگردي
(r ⎯) آنها داشته باشد.
3 – 2- تأثير ميزان كارسرد برشكل پذيري شكل (5) نشان دهنده تغييرات خـواص شـكل پـذيري بـا درصـدكارسرد براي نمونه هاي سري B مـي باشـد . مشـاهده مـي شـود بـاافزايش كارسرد تغييرات n⎯كاهشي مي باشد ب ه گونه اي كه بـراينمونه بدون كارسرد 25/0 و بـراي نمونـه بـا 8/4 % كارسـرد ايـنمقدار به 15/0 كاهش مي يابد. ارتباط r⎯ با درصد كارسرد مطابق شكل (5) خطي صاف و بدون تغيير است. تغييرات n⎯ بـا درصـدكارسرد مطابق توضيحات بخـش قبـل بـه تغييـر دانسـيته نابجـاييمربوط است و تغييرات دانه بندي بر ايـن شـاخص تـأثير چنـدانيندارد.

B⎯r ⎯n شكل (5): ارتباط و با درصد كارسرد براي نمونه هاي سري

در شكل (6) ريزساختار نمونه بدون نورد B0 در تصوير (الـف )، نمونه نورد B1 با 5/2 % كاهش ضخامت در تصوير (ب) و نمونـهنورد B3 با 8/4 % كاهش ضخامت در تصوير (ج) نشان داده شده است. دانههاي اين سه نمونـه بـه ترتيـب داراي نسـبت كشـيدگي26/2، 9/2 و6/3 ميباشند. همانگونـه كـه ملاحظـه مـيشـود بـاافزايش كارسرد اندازه دانهها در جهت a (موازي نـورد ) افـزايشيافته و در جهت b (عمـودي نـورد) كـاهش يافتـه اسـت. نسـبتاندازه دانه در جهـت طـولي بـه انـدازه دانـه در جهـت عرضـي رانسبت كشيدگي دانه گويند. بنابر اين با افزايش كـار سـرد نسـبتكشيدگي در جهت نورد افزايش يافته است. تغييرات انـدازه دانـه به همراه كشيدگي در شكل (7) نشان داده شـده اسـت. تغييـراتاندازه دانه با افزايش كارسرد چندان قابـل توجـه نيسـت، زيـرا بـااف زايش ك ار س رد، دان هه ا در جه ت ن ورد (ط ول نمون ه ورق) كشيده شـده و در جهـت عمـودي نـورد (ضـخامت نمونـه ورق) باريك ميشوند. اين امر باعـث مـيشـود، انـدازه دانـه در جهـتنورد افزايش و در جهـت عمـودي نـورد كـاهش يابـد . از طرفـي
چ ون طب ق روش تق اطع خط وط در اس تانداردASTM E112
(براي محاسبه اندازه دانه) انـدازه دانـههـا در دو جهـت مـوازي و عمود تصوير ميانگين گيري ميشود اندازه دانـه محاسـبه شـدهي نمونه تغيير قابل ملاحظهاي ندارد.

b

a

b

a

شكل (6): تصوير(الف) ريز ساختار نمونه بدون نورد B0، تصوير (ب) نمونه نورد B1 وتصوير (ج) نمونه نورد B3

مي توان نتيجه گرفت بـا افـزايش درصـد كارسـرد، عامـل اصـليريزساختاري تأثيرگذار، تغييرات دانسيته نابجـايي اسـت و باعـثكاهش n⎯شده است.

شكل (7): ارتباط درصد كار سرد با اندازه و كشيدگي دانه براي نمونههاي سري B

⎯n
شكل (8): ارتباط درصد تغييرات طول نورد پوسته اي بر اساسوr⎯

اين افـزايش دانسـيته نابجـايي در محـدوده 8/4% كارسـرد بـرr ⎯ تأثيري ندارد. ميتوان با استفاده از ايـن داده هـا نتيجـه گيـري كـردكاهش درصد تغييرات طول براي اين محصولات مي تواند باعث افزايش n⎯شده و بايد در محدوده اي باشد تا پديـده تغييـر شـكلغير يكنواخت از بين رود.
– 3 تأثير درصد تغييرات طول بر خواص شكل پذيري نمونه هاي سري C با تركيـب نشـان داده شـده در جـدول (1) در شرايط يكسان توليد شدهانـد . بـا تغييـر درصـد تغييـرات طـول در مرحله نورد پوسـته اي خـواص آن هـا مـورد بررسـي قـرار گرفتـهاست. تأثير درصد تغييرات طول نورد پوسـته اي بـر شـاخص هـايشكل پذيري نمونه هاي اين سـري در شـكل (8) نشـان داده شـده است. مطابق ايـن تصـوير، تغييـراتr ⎯ و درصـد تغييـرات طـول نورد پوسته اي صاف و يا بدون تغيير است. تغييرات n⎯ با درصـدتغييرات طول نورد پوسته اي داراي روند كاهشي است. بگونـه اي كه با افزايش درصد تغييـرات طـول ضـريب كارسـختي كـاهشمي يابد. اين نتايج با داده هـاي بدسـت آمـده در بخـش هـاي قبـل ه مخ واني دارد و مط ابق نت ايج بدس ت آم ده از ت أثير كارس رد حاصل از نورد، با افزايش تغييـر شـكل دانسـيته نابجـايي افـزايشيافته و ضريب كارسختي كاهش مي يابد.
نكته مهم نوع نيروي تغيير شكل مي باشد. بهطوركلي در نـورد دونيرو باعث كـاهش ضـخامت مـيشـود ، يكـي نيـروي فشـاري دوغلتك در قفسه نورد كه در جهت ضخامت ورق اعمال مـي شـودو ديگــري نيــروي كششــي كــه در جهــت طــول ورق و بــين غلتكهـاي دو قفسـه نـورد اعمـال مـيشـود . نيـروي فشـاري دوغلتك در قفسه نـورد بـا تنظـيم فاصـلهي بـين دو غلتـك كنتـرل ميشود و نيروي كششي بـي ن دو قفسـه نـورد بـا اعمـال اخـتلافسرعت نورد بين دو قفسه ايجاد ميشـود ، بـهطـوري كـه سـرعتنورد قفسه بعدي بيشتر از سرعت قفسه قبلـي اعمـال مـيشـود . در نورد پوستهاي بيشترين نيروي اعمالي به نمونه (نيروي غالـب كـهباعث كاهش ضخامت مـي شـود )، نيـروي كششـي بـين دو قفسـهنورد است كه در جهت طول نمونه ورق ميباشد. در صورتي كه كـاهش ضـخامت حاص ل از نـورد سـرد ب ه دليـل اعمـال ني رويفشاري در جهت ضخامت است. از طرفي همانگونه كه مشخص گرديد، نورد پوستهاي و نورد سرد، هر دو باعث كـاهش ضـريبكارسختي ميشوند. بنابراين ميتوان نتيجه گرفت كه نوع نيـروياعمالي (كششي يا فشاري) بر كاهش ضريب كار سختي بي تأثير است [13]. كاهش درصد تغييرات طول نـورد پوسـته اي كمتـر از5/0% ، نشان داد منطقه غير همگن تغيير شـكل پـس از اسـتحكامتسليم از بين نمي رود [6].
بر همين اساس مناسبترين حد اعمال درصد تغييرات طول نـوردپوسته اي 5/0% براي محصولات مطابق سري C مي باشد.
ـ نتيجه گيري
نمون ه ه اي ف ولاد س اده كربن ي پ س از آني ل داراي ض ريب كارسختي( n⎯) بـالايي هسـتند. نـورد پوسـته اي بـه شـدتn ⎯ را كاهش ميدهد ولي بر r⎯ بي تأثير است.
در شرايط يكسان نورد پوسته اي مقدار افت n⎯ براي نمونه هـابا شرايط متفاوت توليـد، متفـاوت اسـت و مقـدار كـاهشn ⎯ بـهشرايط قبل از نورد پوسته اي برمي گردد. شـرايط توليـد منجـر بـهمقـدار متف ـاوت ذرات فـوق ري ـز در فـولاد ش ده و اي ن عام لريزساختار علت تفاوت افت n⎯مي باشد.
كاهش سـط ح مقطـع بـا نـورد سـرد منجـر بـه افـتn ⎯شـده وبرروي r⎯ بي تأثير است. تغييـرات ريزسـاختاري حاصـل از نـوردسرد در بازه 5-2% كاهش سطح مقطع، به علت ثابت بودن اندازه دانه فقط دانسيته نابجايي بر n⎯تأثير گذار است.
مناسب ترين حد اعمال تغييـرات طـول نـورد پوسـته اي بـرايفولاد ساده كربني 5/0% مي باشد تا ورقـي بـا بيشـترينn ⎯ توليـدشود.

تشكر و قدر داني
بدينوسيله از كارشناس نورد سـرد مجتمـع فـولاد مباركـه جنـابآق اي مهنـدس حام د هوش نگي بـه دليـل همكـاري ص ادقانه و صميمانه تشكر و قدرداني ميگردد.

6 ـ مراجع
R. K. Ray, J. J. Jonas, and R. E. Hook, “Cold Rolling and Annealing Textures in Low Carbon and Extra Low Carbon Steels” Int. Mater. Rev., Vol. 39, no. 4, pp. 129-171, 1994.

F. J. Humphreys, M. Hatherly, “Recrystallization and Related Annealing Phenomena”, Second Edition, Elsevier Ltd, 2004.

J. P. Ferrer, T. De Cock, C. Capdevila, F. G. Caballero, and C. Garcia de Andres, “Comparison of the Annealing Behaviour Between Cold and Warm Rolled ELC Steels by Thermoelectric Power Measurements”, Acta. Mater, vol.
55, pp. 2075-2083, Jun. 2007.

C. E. Rodriguez Torres, F. H. Sanchez, A. Gonzalez, F.
Actis, and R. Herrera, “Study of the Kinetics of the
Recrystallization of Cold-Rolled Low-Carbon Steel,”

Metall. Mater. Trans. A., vol. 33, pp. 25-31, Jun. 2002.

H. Monajati, D. Asefi, A. Parsapour, and Sh. Abbasi, “Analysis of the Effects of Processing Parameters on Mechanical Properties and Formability of Cold Rolled Low Carbon Steel Sheets using Neural Networks”, Comput. Mater. Sci., Vol. 49, pp. 876-881, 2010.

H. S. Lin, Y. C. Hsu, C. C. Keh, “Inhomogeneous Deformation and Residual Stress in Skin Pass Axisymmetric Drawing”, Journal of Materials Processing Technology, pp.128-132, 2008.

E. Bayraktar, S. Altintas, “Some problems in Steel Sheet Forming Processes”, Journal of Materials Processing Technology, pp. 83-89, 1998.

Z. Fan, H. Mingzhi, S. Deke, “The Relationship Between the Strain Hardening Exponent (n) and the Microstructure of Metals”, Materials Science and Engineering A122, pp.
211-213, 1989.

R. Mendozaa, M. Alanis, G. Aramburo, F. Serrania, J. A. Juarez, “Evaluation of Low Carbon Al-killed/Cr-Stabilized Steel to be Used in the Automobile Industry”, Materials Science and Engineering A368, pp. 249-254, 2004.

P. Antoine, S. Vandeputte, J. B. Vogt, “Empirical Model Predicting the Value of the Strain Hardening Exponent of a Ti-IF Steel grade”, Materils Science and Engineering A 433, pp.55-63, 2006.

P. Antoine, S. Vandeputte, J. B. Vogt, “Effect of Microstructure on Strain Hardening Behaviour of a Ti-IF Steel Grade”, ISIJ International Vol, 45, Issue 3, pp.399404, 2005.

M. Qing-Longl, W. Dong-Cheng , L. Hong-Min, L. HaiRning, “Effect of Temper Rolling on Tensile Properties of Low-Si Al-killed Sheet Steel”, Journal of Iron and Steel Research International, pp.64-67, 2009.

E. J. Hoggan, R. I. Scott, M. R. Barnettband, P. D. Hodgson, “Mechanical Properties of Tension Levelled and Skin Passed Steels”, Journal of Materials Processing Technology Vol, 125-126, pp. 155-163, 9 September 2002.

7- پي نوشت
Work hardening exponent
Normal anisotropy
Deep drawing quality (DDQ)
Skin pass
-5 Inhomogeneous deformation
Jeffries method
Aspect Ratio
Mean free path 9- Antonio



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید