نویسنده

پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته ، کرج ، ایران

چکیده

بررسی تاثیر بافت کریستالی بر طراحی و کنترل خواص مکانیکی و فیزیکی نهایی قطعات صنعتی امروزه به یک نیاز اساسی تبدیل شده است. برای آن‌که شبیه‌سازی بافت کریستالی کارایی لازم را داشته باشد و پارامترهایی که بافت کریستالی را کنترل می‌کنند به درستی انتخاب شود باید روش شبیه‌سازی و مدلی که استفاده می‌شود به درستی تعیین گردند. در این مقاله تمرکز بر معرفی یک روش مناسب مبتنی بر ترکیب شبیه‌سازی المان محدود با مدل پلاستیسیته کریستالی خود‌سازگار می‌باشد. با استفاده از شبیه‌سازی المان محدود و مدل پلاستیسیته کریستالی ، تغییرات بافت کریستالی یک فولاد IF بعد از آزمون پیچش گرم پیش‌بینی گردید. برای اطمینان از صحت مدل، آزمون پیچش گرم در دمای 300 درجه سانتی‌گراد بر نمونه‌های فولادی اعمال گردید و بافت کریستالی نمونه‌ها توسط روش پراش الکترون برگشتی به-دست آمد و با نتایج شبیه‌سازی مقایسه شدند که تطبیق قابل توجهی بین نتایج تجربی و شبیه‌سازی مشاهده گردید. در این تحقیق نشان داده شد که روش تاریخچه متغیر تغییر‌شکل و روش به‌کار گرفته شده در این تحقیق می‌تواند بافت کریستالی و از جمله جهات کریستالی ایده‌آل و شدت بافت کریستالی نهایی را دقیق‌تر پیش‌بینی نماید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of Texture Evolution during Warm Torsion of IF Steel

نویسنده [English]

  • Alireza Kolahi

Materials and Energy Research Center, Department of Nanotechnology and Advanced Materials, Karaj, Iran .

چکیده [English]

The introduction of texture in designing and controlling the final mechanical and physical properties of the final industrial product has become more essential in these days. Using an efficient way to simulate the texture and decide on the effective parameters that controls the texture needs a proper models and simulation technique. This paper is focused on introducing a proper technique based on combination of Finite element simulation with viscoplastic self-consistent crystal plasticity model. Using Finite element simulation and crystal plasticity model it was tried to predict the texture evolution after warm torsion test on IF steels. The results of simulation compared with results of practical warm torsion at 300oC.The warm torsion texture of practical samples was calculated using Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) technique. It was showed that the variable deformation history and the used technique in this paper can reproduce the texture more accurately in term of ideal orientations and intensity of the final texture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Texture
  • Simulation
  • Finite Element
  • Crystal Plasticity
  • Warm Torsion
1. Taylor, G.I., Analysis of plastic strain in a cubic crystal. Stephen Timoshenko 60th Anniversary Volume , (1938) 218-224.
2. Roters, F., Eisenlohr, P., Hantcherli, L., Tjahjanto, D.D., Bieler, T.R., Raabe, D., Overview of constitutive laws, kinematics, homogenization and multiscale methods in crystal plasticity finite-element modeling: Theory, experiments, applications, Acta Materialia, 58 (2010) 1152-1211.
3. Van Houtte, P., Li, S., Seefeldt, M., Delannay, L., Deformation texture prediction: from the Taylor model to the advanced Lamel model, International Journal of Plasticity, 21 (2005) 589-624.
4. Kocks, U.F., Tomé, C.N., Wenk, H.R., Texture and anisotropy: preferred orientations in polycrystals and their effect on materials properties, Cambridge university press, (2000).
5. Tjahjanto, D.D., Eisenlohr, P., Roters, F., Relaxed grain cluster (RGC) homogenization scheme, International Journal of Material Forming, 2(1) (2009) 939-942.
6. Khajezade, A., Parsa, M.H., Mirzadeh, H., Crystal Plasticity Analysis of Texture Evolution of Pure Aluminum During Processing by a New Severe Plastic Deformation Technique, Metallurgical and Materials Transactions A, 47(2) (2016) 941-948.
7. Li, S., Beyerlein, I.J., Necker, C.T., Alexander, D.J., Bourke, M.. Heterogeneity of deformation texture in equal channel angular extrusion of copper, Acta Materialia, 52(16) (2004) 4859-4875.
8. Kowalczyk-Gajewska, K., Sztwiertnia, K., Kawałko, J., Wierzbanowski, K., Wronski, M., Frydrych, K., Stupkiewicz, S., Petryk, H., Texture evolution in titanium on complex deformation paths: Experiment and modeling, Materials Science and Engineering, 637 (2015) 251-263.
9. Lebensohn, R.A., Tomé, C.N., A self-consistent anisotropic approach for the simulation of plastic deformation and texture development of polycrystals: application to zirconium alloys, Acta Metallurgicaet Materialia, 41(9) (1993) 2611-2624.
10. Beyerlein, I.J., Lebensohn, R.A., Tome, C.N., Modeling texture and microstructural evolution in the equal channel angular extrusion process, Materials Science and Engineering: A, 345(1) (2003) 122-138.
11. Agnew, S.R., Duygulu, Ö., Plastic anisotropy and the role of non-basal slip in magnesium alloy AZ31B, International Journal of plasticity, 21(6) (2005) 1161-1193.
12. Agnew, S.R., Yoo, M.H., Tome, C.N., Application of texture simulation to understanding mechanical behavior of Mg and solid solution alloys containing Li or Y, Acta Materialia, 49(20) (2001) 4277-4289.
13. Lou, X.Y., Li, M., Boger, R.K., Agnew, S.R., Wagoner, R.H., Hardening evolution of AZ31B Mg sheet, International Journal of Plasticity, 23(1) (2007) 44-86.
14. Estrin, Y., Vinogradov, A., Extreme grain refinement by severe plastic deformation: a wealth of challenging science, Acta Materialia, 61(3) (2013) 782-817.
15. Valiev, R.Z., Islamgaliev, R.K., Alexandrov, I.V., Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation, Progress in materials science, 45(2) (2000) 103-189.
16. Valiev, R.Z., Langdon, T.G., Achieving exceptional grain refinement through severe plastic deformation: new approaches for improving the processing technology, Metallurgical and Materials Transactions A, 42(10) (2011) 2942-2951.
17. Rose, W., Stuwe, H., The influence of texture on the change in length in torsion tests, Z METALLKD, 59(5) (1968) 396-399.
18. Baczynski, J., Jonas, J.J., Texture development during the torsion testing of α-iron and two IF steels, Acta Materialia, 44(11) (1996) 4273-4288.
19. ABAQUS, V., 6.14 documentation, Dassault Systemes Simulia Corporation, 2014.
20. Gholinia, A., Bate, P., Prangnell, P.B., Modelling texture development during equal channel angular extrusion of aluminium, Acta Materialia, 50(8) (2002) 2121-2136.