کالیبراسیون مدل ترکیبی آسیب نرم و تبدیل فاز مارتنزیتی ناشی از کرنش پلاستیک در فولاد ضد زنگ آستنیتی 304 در دمای فوق سرد به کمک آزمون های تجربی

در این پژوهش، خواص توسعه ی آسیب نرم و تبدیل فاز مارتنزیتی در فولاد ضدزنگ 304 و در دمای فوق سرد، به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. آزمون کشش ساده به صورت بارگذاری-باربرداری برای قطعه ی غوطه ور در نیتروژن مایع، انجام شده است. برای این منظور، محفظه ی فوق سرد برای قرار گرفتن قطعه ی آزمون کشش در نیتروژن مایع، طراحی و ساخته شده است. به کمک آزمون های کشش ساده به صورت بارگذاری-باربرداری، نمودارهای نیرو-جابجایی و توسعه ی پارامتر آسیب در حین باربرداری الاستیک، بدست آمده است. سپس قطعات کشیده شده، تحت آزمون پراش پرتوی ایکس قرار گرفته اند تا به کمک این آزمون، مقدار توسعه ی فاز مارتنزیت در ماده ی دو فازی حاصل، مشخص گردد. در تحلیل عددی، با ترکیب مدل تبدیل فاز گاریون و اسکوزن و مدل آسیب همسانگرد لمیتره، یک مدل ترکیبی برای حالت بارگذاری یکنواخت ارائه شده است. مدل تبدیل فاز گاریون به اسکوزن که برای شرایط فوق سرد تعریف شده، بر اساس فرض کرنشهای کوچک (کمتر از 0.2 )توسعه یافته است. علاوه بر این، قانون سخت شوندگی در ماده ی دو فازی به کمک همگن سازی موریتاناکا استخراج شده است. در این پژوهش، تحلیل عددی به کمک اجرای کد زیرروال کاربر مدل ماده در نرم افزار آباکوس استاندارد برای این مدل ساختاری ترکیبی، انجام شده است. در نهایت، با مقایسه ی شبیه سازی عددی با نتایج تجربی، پارامترهای مدل کالیبره شده است.

Numerical and Experimental Analysis of Damage Evolution and Martensitic Transformation in AISI 304 Austenitic Stainless Steel at Cryogenic Temperature

In this research, properties of ductile damage evolution and martensitic phase transformation in an AISI 304 stainless steel at cryogenic temperature has been studied experimentally and numerically. Simple loadingunloading tension tests for specimens floating in liquid nitrogen have been performed. Accordingly, the cryogenic chamber has been designed and constructed to plunge the tensile test samples into the liquid nitrogen. From simple loadingunloading tension tests, the graph of forcedeformation and the evolution of damage parameter during elastic unloadings have been determined. Afterwards, the xray diffraction tests have been performed on the stretched sample tests to evaluate the evolution of martensite phase in the resultant biphase material. In the numerical analysis, combining the phase transformation model of Garion and Skoczen and isotropic damage model of Lemaitre, a constitutive model for monotonic loadings has been introduced. The Garion and Skoczen model has been developed based on the assumption of small strains (under 0.2) for cryogenic condition. Furthermore, the hardening law for the biphase material has been obtained from the MoriTanaka homogenization. The numerical analysis in this study was carried out implementing the combined constitutive model by means of a userdefined material model subroutine in Abaqus/Standard. Finally, comparing the numerical simulation with the experimental data, parameters of the model has been calibrated.