فردین نعمت زاده

این پژوهش به بررسی اثر نورد سرد و عملیات حرارتی بر بافت و خواص میکروساختاری فولاد زنگ‌نزن آستنیتی AISI 321 پرداخته است. این نوع فولاد به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و پایداری در دماهای بالا، در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی و هوافضا کاربرد گسترده‌ای دارد. در این مطالعه، نمونه‌هایی از این فولاد با درصدهای مختلف نورد سرد (10%، 20%، 40%، 60% و 80%) تهیه شدند و سپس تحت عملیات حرارتی در دماها و زمان‌های متفاوت قرار گرفتند. خواص مکانیکی این نمونه‌ها با استفاده از تست کشش ارزیابی شد و تغییرات میکروساختاری آن‌ها با روش‌های متالوگرافی نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز بافت بررسی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش درصد نورد سرد، دانه‌های آستنیتی به شدت کشیده شده و فاز مارتنزیتی به‌طور گسترده‌ای تشکیل می‌شود که این تغییرات منجر به افزایش قابل توجه استحکام تسلیم می‌گردد. با این حال، این فرآیند باعث کاهش چشمگیر شکل‌پذیری فولاد نیز شده است. عملیات حرارتی پس از نورد سرد موجب کاهش تنش‌های داخلی و تبلور مجدد دانه‌ها شد که بهبود نسبی در شکل‌پذیری و کاهش شکنندگی را به دنبال داشت، هرچند که در درصدهای بالای نورد سرد، تأثیر عملیات حرارتی بر بهبود شکل‌پذیری محدود بود. علاوه بر این، نتایج نشان داد که ترکیب 60 درصد نورد سرد با دمای 850 درجه سانتی‌گراد و زمان 3 دقیقه به دلیل استحکام نهایی 647 مگاپاسکال و داکتیلیته 44.5 درصد، تعادل مناسبی بین استحکام و انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهد. همچنین، ترکیب 20 درصد نورد سرد با دمای 700 درجه سانتی‌گراد و زمان 40 دقیقه به دلیل استحکام نهایی 798 مگاپاسکال و استحکام تسلیم 710 مگاپاسکال برای کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، بهینه است. در نهایت، ترکیب 20 درصد نورد سرد با دمای 800 درجه سانتی‌گراد و زمان 8 دقیقه به عنوان یک گزینه متعادل با استحکام 750 مگاپاسکال و داکتیلیته 32.8 درصد، برای کاربردهایی که نیاز به تلفیقی از استحکام و داکتیلیته بالا دارند، مناسب است.