Strain-induced austenitic structure in microalloyed steels

• Autorzy: Dziedzic D. , Muszka K. , Majta J.

Warianty tytułu

PL

Indukowana odkształceniem struktura austenityczna w stalach mikrostopowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Austenite morphology is one of the main factors determining austenite-ferrite transformation kinetic and effectively affects the final microstructure and properties. The basic criteria for proper assessment of the austenite transformation products, theirs refinement, is the relation between the nucleation to growth rates. The main factor accelerating both, the nucleation rate of austenite during heating, and ferrite during cooling is the presence of accumulated deformation energy. The primary aim of this work is to increase our knowledge of the effects of deformation - its accumulated energy on the austenite structure and properties. Two specific steel grades were selected for the present investigation, i.e. microalloyed and IF steel, essentially different in equilibrium transformation temperatures. Obtained austenitic microstructures were analyzed, first of all as a start point for the austenite-to-ferrite transformation. Specific case of this transformation was considered i.e. Strain Induced Dynamic Transformation SIDT. The characteristic feature of the SIDT is the strong dependence of theirs kinetic on the austenite morphology, especially grain size. Thermomechanical processing, that utilize the SIDT, is one of the most effective ways to produce ultrafine-grained steel. One of the main benefits of the austenite refinement, just before the γ→α transformation, is its significant effect on the microstructure evolution during subsequent thermomechanical processing. Experimental results clearly show how direct and positive influence the austenite grain refinement has on the composition and refinement of transformation products. Presented study was focused on Strain Induced Dynamic Reverse Transformation. It is proved that this kind of transformation is very efficient way to intensify thermomechanical processing of microalloyed steels. Dynamic transformation kinetics were analyzed based upon flow curves recorded during the SIDT process. The main effect of presented research is analyze of influence of prior microstructure on dynamically formed austenite morphology.

PL

Morfologia struktury austenitycznej jest jednym z podstawowych czynników rzutujących na przebieg przemiany austenit-ferryt, a co za tym idzie na własności końcowe struktury ferrytycznej. Podstawowym kryterium oceny przemiany austenitu pod kątem stopnia rozdrobnienia powstających produktów jego przemiany jest stosunek prędkości zarodkowania nowej fazy do prędkości jej wzrostu. Kluczowym czynnikiem przyspieszającym zarodkowanie zarówno fazy austenitycznej przy nagrzewaniu oraz ferrytu przy chłodzeniu jest obecność zakumulowanej energii odkształcenia. Podstawowym celem prezentowanych badań była ocena wpływu odkształcenia oraz wynikającej z niego energii zmagazynowanej na właściwości struktury austenitycznej. Badania wykonano z wykorzystaniem dwóch charakterystycznych gatunków stali - mikrostopowej i typu IF, istotnie różniących się równowagowymi temperaturami przemian. Otrzymana struktura austenityczna była badana przede wszystkim pod kątem wpływu jej morfologii na kinetykę i produkty przemiany austenit-ferryt. Rozważany był szczególny przypadek tej przemiany - Indukowana Odkształceniem Przemiana Dynamiczna (ang. Strain Induced Dynamic Transformation SIDT). Cecha charakterystyczna SIDT jest silna zależność jej kinetyki od morfologii austenitu. Zastosowanie przeróbki termomechanicznej z wykorzystaniem SIDT jest bardzo efektywnym sposobem wytwarzania stali ultra drobnoziarnistych. Podstawowym kryterium oceny jakościowej struktury austenitycznej jest jej stan przed przemianą, co bezpośrednio kształtuje skład mikrostruktury w wyrobie gotowym oraz stopień jej rozdrobnienia. W prezentowanej pracy skupiono się na indukowanej odkształceniem przemianie odwrotnej. Stwierdzono, że ta droga mozna zintensyfikowac procesy mikrostrukturalne wykorzystywane w przeróbce termomechanicznej stali mikrostopowych. Kinetykę przemian dynamicznych oceniano na podstawie analiz krzywych płynięcia zarejestrowanych podczas odkształcania w warunkach sprzyjających intensyfikacji przemian fazowych. Efektem głównym wykonanych badań jest analiza wpływu mikrostruktury wyjściowej na morfologię austenitu powstałego w wyniku przemiany dynamicznej.

Słowa kluczowe

EN

grain refinement; strain-induced dynamic transformation; microalloyed steel

PL

rozdrobnienie ziarna; indukowana odkształceniem przemiana dynamiczna; stal mikrostopowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 3
• Strony: 745--750
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziedzic D.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Muszka K.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Majta J.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] K. Muszka, P. D. Hodgson, J. Majta, Study of the effect of grain size on the dynamic mechanical properties of microalloyed steels, Materials Science and Engineering A, ISSN 0921-5093. 500, 25-33 (2009).
• [2] J. K. Choi, D.-H. Seo, J. S. Lee, K.-K. Um, W.Y. Choo, Formation of Ultrafine Ferrite by Strain-induced Dynamic Transformation in Plain Low Carbon Steel, ISIJ International 43, 5, 746-754 (2003).
• [3] P. Cizek, B. P. Wynne, C. H. J. Davies, B. C. Muddle, P. D. Hodgson, Effect of Composition and Austenite Deformation on the Transformation Characteristics of Low-Carbon and Ultralow-Carbon Microalloyed Steels, Metallurgical and Materials Transactions A 33a, 1331, May 2002.
• [4] K. Muszka, J. Majta, P. D. Hodgson, Modeling of the mechanical behavior of nanostructured HSLA steels, ISIJ International 47, 8, 1221-1227 (2007).
• [5] Y. Weng, Overview, Y. Weng (Ed.), Ultra-Fine Grained Steels. Metallurgical Industry Press, Beijing, 1-52 (2009).
• [6] T. Gladman, The Phisical Metallurgy of Microalloyed Steels. The Institute of Materials, London 2002.
• [7] J. Majta, Complete model for niobium-microalloyed steels deformed under hot working conditions. Thermomechanical Processing of Steels, London, 2000, IOM Communications, The Chameleon Press Ltd. 1, 322-331.
• [8] B. Niznik, M. Pietrzyk, Model of Phase Transformation for Niobium Microalloyed Steels, Archives Of Metallurgy And Materials 56, 731-742 (2011). DOI: 10.2478/v10172-011-0081-1
• [9] S. I. Kim, D. J. Baek, Y. Lee, S. H. Choi, Influence of Boron on Dynamic Recrystallization and Continuous Cooling Transformation of High Strength Interstitial Free Steels. Materials Science Forum 500-501, 321-32 (2005).
• [10] D. Dziedzic, K. Muszka, J. Majta, E.J. Palmiere, Effect of strain-induced reverse transformation on austenite morphology of microalloyed steel, Metal Forming 2012: proceedings of the 14th international conference on Metal Forming: September 16-19, 2012, Krakow, Poland(Steel Research International; spec. ed.). ISBN 978-3-514-00797-0 p. 1255-1258.
• [11] F. Zhang, B. Han, B. Lv, T. Wang, Colored Metallography Study of Bainite Steel Used for High Speed Railway Crossing, Materials Science Forum 654-656, 142-145 (2010).
• [12] L. Sun, K. Muszka, B. P. Wynne, E. J. Palmiere, The effect of strain path reversal during austenite deformation on phase transformation inamicroalloyed steel subjected to accelerated cooling, Materials Science Forum 715-716, 667-672 (2012).
• [13] B. Pawłowski, Critical temperatures of steel AGH University of Science and Technology Press, Krakow 2012