بررسی و تحلیل تأثیر شرایط تولید بر مقاومت به ضربه فولادهای میکرو آلیاژی مورد استفاده در لوله سازی با استفاده از شبکه عصبی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

حسین مناجاتی زاده ¹ (استادیار گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)
داوود آصفی ² (کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد)
ادیب قدمیاری ³ (کارشناسی ارشد مهندسی برق، دانشگاه صنعتی اصفهان)
محمد مهدی عقیده ⁴ (کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد)
امیر انصاری پور ⁵ (کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)
احمد رضا سلیمی ⁶ (کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)

تاریخ دریافت : 1394/10/08 تاریخ پذیرش : 1394/10/08 تاریخ انتشار : 1391/01/01

کلید واژه: انرژی ضربه, شبکه عصبی, فولاد میکرو آلیاژی,

چکیده مقاله :

یکی از کاربردهای فولادهای میکرو آلیاژی، لولههای انتقال نفت و گاز است که با عنوان فولادهای این فولاد ها پس از فرآیندهای فولادسازی و ریختهگری مداوم از راه نورد گرم تولید میشوند و مقاومت در برابر ضربه یکی از مهمترین ویژگیهای نهایی آنها از لحاظ شرایط عملکرد است که در محصول نهایی مورد آزمایش قرار می گیرد. مقاومت به ضربه یک ویژگی مکانیکی است که مورد تاثیر پارامترهای زیادی از ابتدا تا انتهای خط تولید می باشد. در این پژوهش با استفاده از شبکه عصبی تأثیر پارامترهای تولیدی بر مقاومت به ضربه این فولادها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، از 33 پارامتر تاثیرگذار همچون ترکیب شیمیایی و شرایط نورد گرم شامل: مقدار کرنش، نرخ کرنش و دمای تغییر شکل برای 122 نمونه مستقل استفاده گردید. برای بررسی خطا و افزایش دقت از دو تابع استفاده شده است که بر اساس اختلاف نتایج بدست آمده از شبکه عصبی و دادههای حاصل از آزمون ضربه مورد مقایسه قرار گرفته اند. دو سامانه شبکه عصبی یکی با یک لایه مخفی و دیگری با دو لایه مخفی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از آموزش شبکه عصبی، مشاهده شد که شبکه با دو لایه مخفی دارای کمترین خطاست که برای بررسی شرایط متفاوت تولیدی بکار گرفته شد. نتایج نشان دادند که میتوان از این سامانه در پیش بینی مناسبترین پارامترهای تولیدی برای بهبود مقاومت به ضربه فولادهای تجاری میکرو آلیاژی استفاده نمود. همچنین، این سامانه نشان داد مهمترین عوامل تولیدی موثر بر مقاومت به ضربه عبارتند از: مقدار کربن و نیوبیوم شمش، دمای ورق ورودی به نورد نهایی، دمای نورد نهایی و دمای کلاف پیچی؛ محدودههای بهینه در مقاله گزارش شده است.

منابع و مأخذ:

1- D. Ravi Kumar, "Formability analysis ofextra-deep drawing steel", Journal of Materials

Processing Technology, Vol. 130, pp. 31-41,2002.

2- S. Yong Shin, B. Hwang , S. Lee, N. J. Kim,S. Ahn, "Correlation of microstructure and

charpy impact properties in API X70 and X80line-pipe steels", Materials Science and

Engineering A. Vol. 458,pp. 281–289, 2007.

3- B. Hwang, Y. Min Kim, S. Lee, N. J. Kim,S. Ahn, "Effective Grain Size And Charpy

Impact Properties Of High-Toughness X70Pipeline Steels", Metallurgical And MaterialsTransactions A, Vol. 36, pp. 2107-21014,2007.

4- S. Mishra, "On the formability of sheetsteels", Material. Science, Vol. 19, pp. 963-984, 1996.

5- A. Kumar Gupta, D. Ravi Kumar,"Formability of galvanized interstitial-free

steel sheets", Journal of Materials ProcessingTechnology, Vol. 172, pp. 225–237, 2006.

6- N.S. Reddy, J. Krishnaiah, S. Hong, J. SangLee, "Modeling medium carbon steels by using

artificial neural networks", Materials Scienceand Engineering A, Vol. 508, pp. 93-105,

2009.

7-Y. Sun, W. Zeng, Y. Han, "Determination ofthe influence of processing parameters on the

mechanical properties of the Ti–6Al–4V alloyusing an artificial neural network",

Computational Materials Science, Vol. 60, pp.239–244, 2012

8-W. Tan, Z.Y. Liu, D. Wu, G.D. Wang,"Artificial Neural Network (ANN) Modeling

for the Energy Absorption of Hot-RolledPlates in Charpy Impact Tests",

Multidiscipline Modeling in Materials andStructures, Vol. 4, pp. 37–46. 2005.

9- M. A. Akoy, E. S. Kayali, H. Cimenoglu,"The influence of microstructural features and

mechanical properties on the cold formabilityof ferritic steel sheets", ISIJ International, Vol.44, pp. 422–428, 2004.

10- R. K. Ray, J. J. Jonas, R. E. Hook, "Coldrolling and annealing textures in low carbon

and extra low carbon steels", InternationalMaterials Reviews, Vol. 39, pp. 129-172, 1994.

11- Z. Tang, W. Stumpf, "The Effect ofmicrostructure and processing variables on the

yield to ultimate tensile strength ratio in a Nb–Ti and a Nb–Ti–Mo line pipe steel", Materials

Science and Engineering A, Vol. 490, pp. 391–402, 2008.

12- A. J. DeArdo, "Niobiumin modern steels",International Materials Reviews, Vol. 48, No.6 371, 2003.

13- M. Olasolo, P. Uranga, J.M. Rodriguezbabe,B. López, "Effect of austenite

microstructure and cooling rate ontransformation characteristics in a low carbon

Nb–V microalloyed steel", Materials Scienceand Engineering A, Vol. 528, pp. 2559–2569,

2010.

14- J. Sun, J.D. Boyd, "Effect ofthermomechanical processing on anisotropy of

cleavage fracture stress in microalloyedlinepipe steel", International Journal of

Pressure Vessels and Piping, Vol. 77, pp. 369-377, 2000.

15- B. Hwang, Y. Min Kim, S. Lee, N. J. Kim,S. Ahn, "Effect of Microstructure on the Yield

Ratio and Low Temperature Toughness ofLine pipe Steels", ISIJ International, Vol. 42,

pp. 1571–1577, 2002. 

16- V. V. Basabe, J. J. Jonas, "The FerriteTransformation in Hot Deformed 0.036% Nb

Austenite at Temperatures above the Ae3",ISIJ International, Vol. 50, pp. 1185–1192,

2010.

17- P. A. Manohaanrd, T. Chandra"Continuous cooling Micro alloyed steels

transformation for behavior of high strengthline pipe applications", ISIJ International, Vol.38, pp. 766-774, 1996.

18- M. C. Zhao, K. Yang, F. R. Xiao, Y. Y.Shan, "Continuous cooling transformation of

undeformed and deformed low carbon pipelinesteels", Materials Science and Engineering A,

Vol. 355, pp. 126-136, 2003.

19- j. C. Muñoz, I. H. Jung, A.M. Elwazria, D.Baib, S. Yue, "Influence of the chemical

composition on transformation behavior of lowcarbon micro alloyed steels", Materials

Science and Engineering A, Vol. 520, pp. 90–96, 2009.

20- K. WU, Z. LI, A. M. GUO, L.Cheng,"Microstructure Evolution in a Low CarbonNb–Ti MicroalloyedSteel", ISIJ International,Vol. 46, pp. 161–165, 2006.