Iron & Steel Society of Iran International Journal of Iron & Steel Society of Iran 2981-0388 19 2 2023 04 21 Phenomenological Arrhenius type constitutive equation for a 304 stainless steel during hot deformation معادله ساختاری آرنیوسی مبتنی بر پدیده شناختی برای فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 در حین تغییر شکل داغ 12 21 697475 10.22034/ijissi.2022.561701.1249 EN Javad Rasti Department of Mechanical Engineering, Qom University of Technology (QUT), Qom,, Iran 0000-0002-8356-6784 A.Abbas Najafizadeh Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran Saeed Jafari Department of Mechanical Engineering, Qom University of Technology (QUT), Qom, Iran Behnam Khodabandehloo Department of Mechanical Engineering, Qom University of Technology (QUT), Qom, Iran Journal Article 2022 09 08 The present study aimed to present a phenomenological and empirically-based constitutive model to predict flow behavior of a 304 stainless steel. Hot compression tests performed at temperatures of 9501100 °C and strain rates of 0.0050.5 s−1 up to the strain of 1. Classical hyperbolic sine equations with different parameters were used to derive functions for the yield stress and critical stress at the onset of dynamic recrystallization as well as the saturation stress of dynamic recovery as functions of the Zener-Hollomon parameter. Three regimes were considered to develop flow curves comprising the linear trend up to yield stress, recovery-dominant region based on the Estrin and Mecking model, and the recovery-recrystallization zone from the critical stress extends toward the steady state stress. Avrami-type equation was supposed for the kinetics of recrystallization and validated by the evolved microstructures at strain 1. Results comprised the Arrhenius expressions for the yield, saturation, and the steady state stresses, in addition of the equations for the critical and inflection strains as well as the exponent of Avrami-type kinetics for the recrystallization, the six parameters that the model is based on those relations via strain, strain rate, and temperature. Finally, the flow curves predicted by the model satisfactorily coincided with the experimental ones, confirmed that the proposed model can give an almost accurate estimation of the flow stress of 304 stainless steel. مطالعه حاضر با هدف ارائه یک مدل ساختاری مبتنی بر پدیده‌شناسی و تجربی برای پیش‌بینی رفتار جریان فولاد ضد زنگ 304 انجام شد. آزمایش‌های فشار داغ در دماهای 950-1100 درجه سانتی گراد و نرخ کرنش 0.005-0.5 ثانیه تا کرنش 1 انجام شد. معادلات سینوسی هذلولی کلاسیک با پارامترهای مختلف برای استخراج توابع برای تنش تسلیم و تنش بحرانی در شروع تبلور مجدد دینامیک و همچنین تنش اشباع بازیابی دینامیکی به عنوان توابع پارامتر زنر-هولومن استفاده شد. سه رژیم برای توسعه منحنی‌های جریان شامل روند خطی تا تنش تسلیم، منطقه غالب بازیابی بر اساس مدل استرین و مکینگ، و منطقه بازیابی-تبلور مجدد از تنش بحرانی به سمت تنش حالت پایدار در نظر گرفته شد. معادله نوع اورامی برای سینتیک تبلور مجدد در نظر گرفته شد و توسط ریزساختارهای تکامل یافته در کرنش 1 تأیید شد. نتایج شامل معادله آرنیوسی برای تنش های تسلیم، اشباع و حالت پایدار بعلاوه معادلاتی برای کرنش های بحرانی و عطف نمودار به همراه توان معادله سینتیکی آورامی برای تبلورمجدد بود. شش پارامتری که مدل بر اساس روابط آنها بر حسب کرنش، نرخ کرنش و دما بنا شده است. در نهایت، منحنی‌های جریان پیش‌بینی‌شده توسط مدل به طور رضایت‌بخشی با منحنی‌های تجربی منطبق است، و تأیید می‌کند که مدل پیشنهادی می‌تواند تخمین تقریباً دقیقی از تنش جریان فولاد زنگ نزن 304 ارائه دهد. https://journal.issiran.com/article_697475_45b8425ddfcec15c032a52df4ce979d1.pdf