مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

یک رویکرد جدید برای تخمین رفتار خستگی فولاد زنگ نزن 304 با استفاده از داده های آزمون کشش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Shiraz University, Iran.
چکیده
این مقاله یک روش جدید برای تخمین رفتار خستگی فولاد زنگ نزن 304 از طریق یک آزمایش کشش معرفی می‌کند. با استفاده از منحنی های تنش-کرنش مهندسی و واقعی، ثابت های معادله باسکوین به دست آمد. تنش شکست واقعی، σf، با استفاده از تصحیح بریجمن از آزمون کشش محاسبه شده است. این σf برابر با ثابت Basquin σ'f است، و حد خستگی تقریباً نصف استحکام کششی نهایی است، که امکان تخمین تنش متناوب، σa، را برای سیکل های بی نهایت فراهم می کند. سپس ثابت باسکوین b بر اساس مقادیر σa و σ'f محاسبه‌شده در تعداد چرخه‌های مختلف تنظیم شد. مقادیر تخمین زده شده برای σ'f و b فولاد ضد زنگ 304 به ترتیب 1248.7 مگاپاسکال و 0.07- است. منحنی خستگی حاصله همبستگی خوبی با داده‌های آزمایشگاه ثابت شده برای فولاد زنگ نزن 304 نشان داد، که یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه و کارآمد برای آزمایش خستگی رایج ارائه می‌دهد که برای مهندسین طراحی اجزای بارگذاری چرخه‌ای مفید است.
کلیدواژه‌ها

 [1] Committee A.H, Fatigue and Fracture, ASM International; 1996.
[2] Suresh S, Fatigue of Materials, Cambridge University Press. 1998.
[3] Dowling N.E, Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture, and  Fatigue. Pearson; 2013.
[4] Lee K.S, Song J.H, Estimation methods for strain-life fatigue properties from hardness, International Journal of Fatigue. 2006; 28(4): 386-400.
[5] Yang S, Yang L, Wang Y, Determining the fatigue parameters in total strain life equation of a material based on monotonic tensile mechanical properties, Engineering Fracture Mechanics. 2020; 226: 106866.
[6] Farahmand B, Nikbin K, Predicting fracture and fatigue crack growth properties using tensile properties, Engineering Fracture Mechanics. 2008; 75(8): 2144-55.
[7] Boob G, Deoghare A, Estimation of strain controlled fatigue properties of steels using tensile test data. International and 16th National Conference on Machines and Mechanisms (iNa-CoMM2013)2013.
[8] Genel K, Application of artificial neural network for predicting strain-life fatigue properties of steels on the basis of tensile tests. International Journal of Fatigue. 2004; 26(10): 1027-35.
[9] Pang J, Li S, Wang Z, Zhang Z, Relations between fatigue strength and other mechanical properties of metallic materials. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. 2014; 37(9): 958-76.
[10] Kim Y, Park J, Ahn D, Kim Y, Review of formability and forming property for stainless steel, Transactions of Materials Processing. 2011; 20(3): 193-205.
[11] Prasad K.S, Rao C.S, Rao D.N, A review on welding of AISI 304L austenitic stainless steel, Journal for Manufacturing Science and Production. 2014; 14(1): 1-11.
[12] Sun J, Tang H, Wang C, Han Z, Li S, Effects of alloying elements and microstructure on stainless steel corrosion: A review, steel research international. 2022; 93(5): 2100450.
[13] Dieter G.E, Bacon D, Bacon D.J, Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill.1988.
[14] Meyers M.A, Chawla K.K, Mechanical Behavior of Materials, Cambridge University Press. 2009.
[15] Zhang K, Pyoun Y, Cao X, Wu B, Murakami R, Fatigue properties of SUS304 stainless steel after ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM), International Journal of Modern Physics: Conference Series: World Scientific. 2012: 330-5.
[16] Spätig P, Le Roux J.C, Bruchhausen M, Mottershead K, Mean Stress Effect on the Fatigue Life of 304L Austenitic Steel in Air and PWR Environments Determined with Strain-and Load-Controlled Experiments, Metals. 2021; 11(2): 221.