Micromechanical modeling of failure in dual phase steels through cohesive zone and crystal plasticity modeling frameworks
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İLBİLGE UMAY AYDINER
Danışman: Tuncay Yalçinkaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Çift fazlı çelikler, dövülebilirlik özelliklerinin yanı sıra, temel olarak sünek ferrit fazını sert ve kırılgan martensit fazıyla birleştiren kompozisyonlarından kaynaklanan ilginç malzeme özelliklerine sahiptir. Plastik ve kırılma davranışlarını analiz etmek için, mikromekanik temelli bir yaklaşımı benimseyerek mikro yapılarının titiz bir şekilde incelenmesi gerekmektedir. Mikro ölçekte, çift fazlı çelikler çeşitli kırılma mekanizmaları sergiler ve buna uygun plastisite ve hasar modelleriyle ele alınması gerekir. Bu kırılma mekanizmaları, ferrit-martensit ve ferrit-ferrit fazları arasındaki arayüz ayrılmaları ile martensit çatlama durumunu içerir. Mikro yapı evriminin makroskopik davranışa olan etkisini yansıtmak için kristal plastisite ve kohezif bölge modellenmesine dayalı bir hasar model çerçevesi üç boyutlu Temsili Hacim Elemanı (THE) hesaplamalarında kullanılır. Sünek ferrit fazı için hız-bağımlı kristal plastisite çerçevesi kullanılırken, kırılgan martensit fazı için izotropik J2 plastisite modeli kullanılır. Ferrit-martensit ve ferrit-ferrit fazları arasındaki arayüzlerde kohezif bölge elemanları entegre edilerek aragranüler çatlamanın analizi yapılır. Ayrıca, martensit fazı içindeki içgranüler kırılma bağımsız bir hasar modeli kullanılarak ele alınır. İlk olarak, yukarıda belirtilen hasar modellerinin kalibre edilmesi için kapsamlı bir parametre tanımlama çalışması yapılmıştır. Ardından, farklı mikroyapısal özelliklere sahip çeşitli üç boyutlu polikristalin THE'ler analiz edilmiş ve literatürdeki gözlemlerle karşılaştırıldığında bu modellerin yanıtı tahmin etme kabiliyeti ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. Çift-faz çeliklerinde martensit fazının mekansal dağılımı ve malzemenin deneyimlediği üç eksenli gerilme durumu hasar mekanizmasını etkileyen kritik faktörler olarak belirlenmiştir.