تحليل ميكروميكانيكي ثلاثي الأبعاد لسلوك التشوه والاهتراء في الفولاذ المقاوم للصدمات المستخدم في التطبيقات الشاقة

الملخص

تركز هذه الدراسة على المحاكاة الميكروميكانيكية للسطوح المتصلة عند الانزلاق والاهتراء الحكي بهدف توضيح مقاومة للاهتراء للفولاذ السبائكي 12Mn-3Ni-2.5Cr-2.1Mo, إذ تم تمثيل عنصر ثلاثي الأبعاد والبنية المجهرية بالإضافة للانخلاعات الحاصلة بفعل الاحتكاك الحكي والتوائم المتشكلة وتفاعلاتها بوساطة برنامج Abaqus الهندسي.

يمثل التشوه الحاصل في هذا التوع من الفولاذ في التقسية السطحية, و الانخلاعات الحاصلة بفعل الاحتكاك الحكي والتوائم المتشكلة وتفاعلاتها دوراً مهماً في الفولاذ المدروس. ولذلك تم إنشاء محاكاة ميكروميكانيكية للحك عالي الإجهاد, بتبسيط سطح الاتصال عند الإجهاد المرتفع إلى التشوه متعدد البلورات, ودراسة علاقة ظاهرة الاهتراء والاحتكاك مع التشوه في الفولاذ السبائكي. إضافة إلى تقييم إمكانية تحليل نموذج معقد البلورات بما فيه من انزياح الانخلاعات والتوائم المشوهة.

بينت النتائج أن تفاعل التوائم المتشكلة مع الانخلاعات يلعب دوراً هاماً في التقسية السطحية للفولاذ المدروس, كما أنه مهم لتقسية الحبيبات تحت السطحية المتوضعة تحت الحبيبات السطحية المتحطمة بفعل الاهتراء وتمت مناقشة تأثير اتجاه الحبيبات والبنى الحبيبية وفق النموذج الميكانيكي لإعطاء تصوّر للفولاذ المدروس ومدى فعالية المحاكاة الدقيقة في تصميم المواد عالية القساوة.