Naslov (srp)

Mikromehaničko modelovanje krtog transkristalnog loma u srednjeugljeničnim mikrolegiranim čelicima : doktorska disertacija

Autor

Jovanović, Gvozden, 1990-

Doprinosi

Prokić-Cvetković, Radica, 1965-
Dikić, Stefan, 1992-
Marković, Branislav, 1969-
Radović, Nenad, 1964-
Međo, Bojan, 1978-
Glišić, Dragomir, 1969-

Opis (srp)

U radu su ispitivana dva komercijala srednjeugljenična čelika za kovanje mikrolegirana titanom ivanadijumom – TiV-čelik (0,099%V, 0,002%Ti i 0,256%С) i V-čelik (0,123%V,0,011%Ti i0,309%С).Cilj rada je da modelovanjem dodatno produbi razumevanje i detaljnije opiše mikromehanizam krtogloma ovih srednjeugljeničnih mikrolegiranih čelika sa dominantnom strukturom acikularnog ferita(AF).Mikrostrukture oba čelika su dobijene termičkom obradom na 1250 °C u trajanju od 30 minuta uatmosferi argona, i kontinuiranim hlađenjem na mirnom vazduhu i ispitivane su primenom svetlosnogmikroskopa i skenirajućeg elektronskog mikroskopa. Mehanička ispitivanja savijanjem u četiri tačkei jednoosnim zatezanjem vršena su na temperaturi tečnog azota. Modelovanje je rađeno metodomkonačnih elemenata softverom ABAQUS, a kvantitativna analiza mikrostrukture i merenje debljinecementita rađeno je softverom MIPAR.Izmereni udeo cementitnih pločica između iglica AF za V čelik iznosi 3,78% (maksimalne debljine0,948 μm), dok za TiV-čelik 18,30% (maksimalne debljine 1,109 μm). Prema modelovanimraspodelama napona debljina izmerenih cementitnih pločica u AF nijedan od identifikovanihuključaka nisu utvrđeni kao izvor inicijacije loma.Prosečna vrednost efektivne površinske energije loma V-čelika iznosi 58,5 Jm-2 dok za TiV-čelikiznosi 55,6 Jm-2. Mikromehanizam loma u oba ispitivana čelika može se svesti na dva koraka, uskladu sa Miler-Smitovim mehanizmom:I- Usled velike deformacije pri vrhu zareza dolazi do inicijacije loma stvaranjem inicijalnihmikroprslina lomom cementitnih lamela unutar perlita.II- Nastala mikroprslina lako se rasprostire kroz susedne perlitne kolonije i feritna zrna sličnekristalografske orijentacije formirajući početnu mikroprsline kritične veličine.

Opis (srp)

Tehničke nauke - Inženjerstvo materijala / Technical sciences - Material Science and Engineering Datum odbrane: 29.02.2024.

Opis (eng)

Two commercial medium carbon forging steels microalloyed with titanium and vanadium – Ti-V-steel (0.099%V, 0.002%Ti and 0.256%S) and V-steel (0.123%V, 0.011%Ti and 0.309%S) wereexamined.The aim of the work is to deepen understanding and describe micromechanism of brittle fracture inthe two medium carbon steels with a dominant structure of acicular ferrite (AF).The microstructure of both steels was obtained by thermal treatment at 1250 °C for 30 minutes in anargon atmosphere, continuous cooling in still air and were examined using light microscopy andscanning electron microscopy. Four-point bending and uniaxial tension tests were performed at liquidnitrogen temperature. Modeling was performed with finite element method using ABAQUS software,and quantitative analysis of microstructure and cementite thickness was done using MIPAR imageanalysis software.The measured volume fraction of cement plates in AF for V-steel is 3.78% (maximum thickness 0.948μm), while for TiV-steel 18.30% (maximum thickness 1.109 μm). According to the modeled stressdistributions, the thickness of the measured cementite plates in AF, as well any of the identifiedinclusions, there were not detected to be the source of fracture initiation.The average value of the effective fracture surface energy of V-steel is 58.5 Jm-2, while for TiV-steelit is 55.6 Jm-2. The micromechanism of fracture in both tested steels can be reduced to two steps,according to Miller-Smith's mechanism:I- Due to the large plastic deformation in front of the notch, fracture initiation occurs by creatingmicrocracks by cracking the cementite lamellae inside pearlite.II- The resulting microcrack propagate easily through adjacent pearlite colonies and ferrite grains ofsimilar crystallographic orientation, forming the initial facet of critical size.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Crna metalurgija. Gvožđe. Čelik

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

Metoda konačnih elemenata, mikromehaničko modelovanje, srednjeugljenični mikrolegirani čelici, čelici za kovanje, acikularni ferit, lom mehanizmom cepanja, krti transkristalni lom, mikromehanizam loma, kritični napon loma

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Crna metalurgija. Gvožđe. Čelik

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

Finite element analysis, micromechanical modeling, Medium carbon microalloyed steels, forging steels, acicular ferrite, cleavage fracture, brittle transcrystalline fracture, fracture micromechanism, critical fracture stress