Strain aging in С–Mn–Si steel wire rod with multi-phase microstructure

• Autorzy: Nesterenko Anatoliy , Sychkov Alexander , Plyuta Valeriy , Blokhin Mikhail

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2019.1.3

Warianty tytułu

PL

Starzenie odkształceniowe walcowanych prętów ze stali C–Mn–Si o mikrostrukturze wielofazowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The specimens of C–Mn–Si-steel wire rod 5.5 mm in diameter with 0.005% B and without B addition from Moldova Steel Works have been studied. The specimens characterized by multi-phase ferrite–martensite (bainite)–pearlite) microstructure. The studies of static strain aging (SSA) and dynamic strain aging (DSA) of wire rod specimens made of C–Mn–Si steel with B and without B revealed decrease of strengthening properties and increase of ductility for specimens with B. These results could be explained by “de-nitrogenous” and “de-carbonaceous” mechanisms, when boron atoms from α-Fe sub-interstitial solid solution during wire rod production and its strain aging thermal treatment at temperature 150÷450°С generate boron–nitrogenous and boron–carbonaceous– nitrogenous precipitations. By realizing these mechanisms nitrogen and carbon atoms are partly excluded from the dislocation pinning’s process. This, in fact, explains to inhibit the development of strain aging (SSA and DSA) in C–Mn–Si steel with boron microaddition.

PL

Starzenie odkształceniowe prowadzi do zwiększenia wytrzymałości i kruchości stali. Może zachodzić w temperaturze pokojowej w stali niskostopowej, niskowęglowej po przeróbce plastycznej i jest to starzenie odkształceniowe statyczne (SSA – static strain aging) oraz w trakcie odkształcenia plastycznego stali, czyli starzenie odkształceniowe dynamiczne (DSA – dynamic strain aging). Starzenie odkształceniowe powoduje umocnienie stali na skutek kotwiczenia dyslokacji przez atomy międzywęzłowe występujące w roztworze stałym (przede wszystkim atomy węgla i azotu). Efekty starzenia mogą być korzystne z punktu widzenia zastosowań (np. umocnienie blach w przemyśle samochodowym), ale mogą również prowadzić do niekorzystnego wzrostu kruchości stali. Eliminacja tego jest szczególnie ważna w wyrobach poddawanych w kolejnych etapach produkcji odkształceniom na zimno, np. w prętach walcowanych i następnie ciągnionych. Celem pracy jest ocena wpływu mikrododatku boru na właściwości wytrzymałościowe i plastyczne stali C–Mn–Si, w której zachodzą zjawiska SSA i DSA.

Słowa kluczowe

EN

static and dynamic strain aging; wire rod; boron micro-alloyed steel; mechanical properties

PL

starzenie odkształceniowe statyczne i dynamiczne; pręty walcowane; stal z dodatkiem boru i bez boru; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 40, nr 1
• Strony: 14--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Nesterenko Anatoliy

• Iron and Steel Institute of the National Ukrainian Academy of Sciences, Dnipro, Ukraine

autor

Sychkov Alexander

• Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia

autor

Plyuta Valeriy

• Iron and Steel Institute of the National Ukrainian Academy of Sciences, Dnipro, Ukraine

autor

Blokhin Mikhail

• Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia

Bibliografia

• [1] Frank A. R., Kirkcaldy A.: The effect of boron on the properties of electric arc-sourced plain carbon wiredrawing qualities. Wire Journal International 5 (1998) 100÷113.
• [2] Yalamanchili B., Nelson J., Power P., Lanham D.: North Star Steel Texas's experience with boron additions to low-carbon steel. Wire Journal International 11 (2001) 90÷94.
• [3] Parusov V. V., Sychkov A. B., Zhigarev M. A., Perchatkin A. V.: Wire rod of boron bearing low-carbon steel for direct deep drawing. Metallurgist 48 (11) (2004) 626÷634.
• [4] Lyakishev N. P., Pliner Yu. L., Lappo S. I.: Boron - contained steels and alloys. Metallurgy, Мoskow (1986) (in Russian).
• [5] МcBride C. C., Spretnak J. E., Speiser R.: A study of the Fe–Fe2B system. Trans. Am. Soc. Metals 46 (1954) 499÷524.
• [6] Shevelev A. K.: A study of the fine crystalline structure and characteristic temperature of B-alloyed iron. Physics of Metals and Metallography 22 (2) (1966) 210÷214.
• [7] Brown A., Garnish J. D., Honeycombe R. W. K.: The distribution of boron in pure iron. Metal Science 8 (1) (1974) 317÷324.
• [8] Мirkin L. I.: X-ray structure analysis control of machine-building materials. Book’s Reference. Machine – building, Moskow (1979) (in Russian).
• [9] Babich V. K., Gul Yu. P., Dolzhenkov I. E.: Strain aging of steel. Metallurgy, Moskow (1972) (in Russian).
• [10] Calcagnotto M., Adfachi Y., Ponge D., Raabe D.: Deformation and fracture mechanisms in fine- and ultrafine-grained ferrite/martensite dual-phase steels and the effect of aging. Acta Materialia 59 (2014) 658÷670.
• [11] Gorelik S. S., Skakov Yu. A., Rastoguev L. N.: Radiographic and electron-optical analysis. MICIC, Moskow (1994) (in Russian).
• [12] Shahriary M. S., Koohbor B., Ahadi K., Ekrami A., Khakian-Qomi M., Izadyar T.: The effect of dynamic strain aging on room temperature mechanical properties of high martensite dual phase (HMDP) steel. Materials Science and Engineering A 550 (2012) 325÷332.
• [13] Queiroz R. R. U., Cunha F. G. G., Gonzalez B. M.: Study of dynamic strain aging in dual phase steel. Materials Science and Engineering A 543 (2012) 84÷87.
• [14] Bayramin B., Şimşir C., Efe M.: Dynamic strain aging in DP steels at forming relevant strain rates and temperatures. Materials Science and Engineering A http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2017.08.006.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).