Zastosowanie metod FEG SEM i EBSD do badań struktury stali AHSS na różnych etapach procesu ciągłego wyżarzania

• Autorzy: Radwański K. , Kuziak R. , Zalecki W. , Wrożyna A. , Molenda R. , Opara J.

Warianty tytułu

EN

Application of FEG-SEM and EBSD methods in examinations of AHSS steel structure at various stages of continuous annealing process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było wykorzystanie metod FEG SEM i EBSD w celu określenia wpływu parametrów procesu ciągłego wyżarzania na zmiany struktury taśm w stanie po walcowaniu na zimno. Obróbkę cieplną wykonano w zakresie temperatur 600÷820°C. W tym celu przeprowadzono również symulacje fizyczne cykli cieplnych ciągłego wyżarzania na próbkach taśm, które poddano następnie badaniom właściwości mechanicznych w statycznej próbie rozciągania. Badania struktury wykonano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego FEG SEM z szerokim zastosowaniem metody EBSD. Scharakteryzowano możliwości badawcze metody EBSD oraz zastosowano je w badaniach procesów zdrowienia i rekrystalizacji statycznej oraz struktur powstałych po przemianach fazowych w oparciu o analizę parametrów takich jak: Kernel Average Misorientation (KAM), Grain Average Misorientation (GAM), Image Quality (IQ) i kąty dezorientacji. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że w zakresie temperatur 600÷720°C zachodzą procesy zdrowienia i rekrystalizacji statycznej taśm, które ulegają przyspieszeniu ze wzrostem temperatury. Procesy te zachodzą odmiennie w obszarach, w których po walcowaniu na zimno występował ferryt i perlit. W przypadku perlitu procesowi powstawania nowych ziarn towarzyszy dyfuzja węgla i koagulacja cząstek cementytu na granicach ziarn. Począwszy od temperatury 730°C w strukturze obserwuje się martenzyt oraz bainit, których udział powierzchniowy rośnie wraz ze zwiększaniem temperatury wyżarzania. Po przeprowadzonych cyklach obróbki cieplnej taśmy charakteryzują się następującymi właściwościami mechanicznymi: Rp0.2 = 300÷450 MPa, Rm = 630÷720 MPa, A50 = 11÷17%.

EN

The study was aimed at use of FEG SEM and EBSD methods in order to determine the impact of continuous annealing process parameters on changes in strips structure following cold rolling. Heat treatment was conducted in the temperature range 600÷820°C. Moreover, for this purpose, physical simulations were conducted of continuous annealing thermal cycles on samples of strips which, subsequently were subject to static tensile test. Examinations of the structure were conducted by means of scanning electron microscope FEG SEM with broad application of EBSD method. Research capacities of EBSD method were characterized and applied in examinations of recovery and static recrystallization as well as structures formed as a result of phase transitions based on analysis of parameters such as: Kernel Average Misorientation (KAM), Grain Average Misorientation (GAM), Image Quality (IQ) and misorientation angles. As a result of the conducted examinations, it was found that in the temperature range 600÷720°C recovery and static recrystallization of strips occur, which are accelerated along with increase in temperature. These processes differ in the areas with presence of ferrite and pearlite following cold rolling. In case of pearlite, the process of new grain formation is accompanied by carbon diffusion and coagulation of cementite particles on grain boundaries. Starting from the temperature of 730°C, martensite and bainite are observed in the structure, the surface share of which increases along with increase in the temperature of annealing. Following the conducted cycles of heat treatment, the strips are characterized with the following mechanical properties: Rp0.2 = 300÷450 MPa, Rm = 630÷720 MPa, A50 = 11÷17%.

Słowa kluczowe

PL

stal DP; obróbka cieplna; wyżarzanie; FEG SEM; EBSD

EN

DP steel; heat treatment; annealing; FEG-SEM; EBSD

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 2
• Strony: 136--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Radwański K.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Kuziak R.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Zalecki W.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Wrożyna A.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Molenda R.

• Instytut Metalurgii Żelaza

autor

Opara J.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Madej L., Sieradzki L., Sitko M., Perzynski K., Radwanski K., Kuziak R.: Multi scale cellular automata and fi nite element based model for cold deformation and annealing of a ferriticpearlitic microstructure, Computational Materials Science, 2013, 77, s. 172-181
• 2. Bayram A., Uguz A., Ula M.: Effects of Microstructure and Notches on the Mechanical Properties of Dual-Phase Steels, Materials Characterization, 1999, 43, s. 259-269
• 3. Fereiduni E., Ghasemi Banadkouki S.S.: Ferrite hardening response in a low alloy ferrite-martensite dual phase steel, Journal of Alloys and Compounds, 2014, 589, s. 288-294
• 4. Bag A., Ray K.K., Dwarakadasa E.S.: Infl uence of Martensite Content and Morphology on Tensile and Impact Properties of High-Martensite Dual-Phase Steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 1999, 30, s. 1193-1202
• 5. Qu J., Dabboussi W., Hassani F., Nemes J.A., Yue S.: Effect of microstructure and chemical composition on dynamic factor of high strength steels, Materials Science and Technology, 2008, 24, s. 957-963
• 6. Pushkareva I : Evolution microstructurale d’un acier Dual Phase. Optimisation de la résistance à l’endommagement, Institut National Polytechnique de Lorraine, 2009, 1
• 7. Radwański K.: Application of FEG-SEM and EBSD Methods for the Analysis of the Restoration Processes Occurring During Continuous Annealing of Dual-Phase Steel Strips, Steel Research International, 30.01.2015, DOI: 10.1002/srin.201400361
• 8. Fujiyama K., Mori K., Kaneko D., Kimachi H., Saito T., Ishii R., Hino T.: Creep damage assessment of 10Cr-1Mo-1WVNbN steel forging through EBSD observation, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 2009, 86, s. 570-577 Allain-Bonasso N., Wagner F., Berbennie S., Field D.P.: A study of the heterogeneity of plastic deformation in IF steel by EBSD, Materials Science and Engineering A, 2012, 548, s. 56-63
• 9. Zaefferer S., Romano P., Friedel F.: EBSD as a tool to identify and quantify bainite and ferrite in low alloyed Al-TRIP steel, Journal of Microscopy, 2008, 230, s. 499-508
• 10. Petrov R., Kestens L., Wasilkowska A., Houbaert Y.: Microstructure and texture of a lightly deformed TRIP-assisted steel characterized by means of the EBSD technique, Materials Science and Engineering A, 2007, 447, s. 285-297
• 11. Kapoor R., Paul B., Raveendra S., Samajdar I., Chakravartty J.K.: Aspects of dynamic recrystallization in cobalt at high temperatures, Metallurgical and Materials Transactions A 0A, 2009, s. 818-827
• 12. McCabe R.J., Teter D.F.: Analysis of recrystallized volume fractions in uranium using electron backscatter diffraction, Journal of Microscopy, 2006, 223, s.33-39
• 13. Tarasiuk J., Gerber Ph., Bacroix B.: Estimation of recrystallized volume fraction from EBSD data, Acta Materialia, 2002, 50, s. 1467-1477
• 14. Grajcar A., Radwański K., Krzton H.: Microstructural analysis of a thermomechanically processed Si-Al TRIP steel characterized by EBSD and X-Ray techniques, Solid State Phenomena, 2013, s. 203-204, 34-37
• 15. Zajac S., Schwinn V., Tacke K.H.: Characterisation and Quantifiation of Complex Bainitic Microstructure in High and Ultra-High Strength Linepipe Steels, Materials Science Forum, 2005, s. 500-501, 387-394
• 16. Zaefferer S., Ohlert J., Bleck W.: A study of microstructure, transformation mechanisms and correlation between microstructure and mechanical properties of a low alloyed TRIP steel, Acta Materialia, 2004, 52, s. 2765-2778