Analysis of Bainite Onset During Cooling Following Prior Deformation at Different Temperatures

• Autorzy: Pohjonen A. , Kaijalainen A. , Somani M. , Larkiola J.

Warianty tytułu

PL

Analiza początku przemiany bainitycznej podczas chłodzenia po odkształceniu w różnych temperaturach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Final rolling temperature affects the austenite grain structure due to recrystallization phenomena, which in turn affects the austenite decomposition during water cooling. We apply method for calculating the austenite to bainite phase transformation onset for any cooling path for a steel of composition 0.09C, 0.2Si, 1.0Mn, 0.03Al, 1.1Cr, 0.18Mo, 0.026Ti, 0.0018B (wt. %) following deformation at different temperatures. The method is parameterized by constant cooling rate experiments to obtain the CCT diagram of this steel following deformation either above recrystallization limit temperature (RLT) or below the no-recrystallization temperature (Tnr). Using the CCT diagrams, we have performed analytical/numerical analysis of the transformation onset, which is based on the conversion of CCT to ideal TTT transformation diagram by the inversion of Scheil’s additivity rule. After the conversion, the transformation onset can be calculated for any cooling path by applying Scheil’s additivity rule. The analysis also provides information on the thermal activation parameters of the transformation onset. The discussion of the results is also provided.

PL

Temperatura końca walcowania ma wpływ na przebieg rekrystalizacji i na mikrostrukturę austenitu, która w konsekwencji oddziałuje na kinetykę rozpadu austenitu w czasie chłodzenia wodą. W niniejszej pracy przedstawiono metodę obliczania temperatury przemiany austenit-bainit po odkształceniach w różnych temperaturach. Analizowano stal zawierającą 0.09C, 0.2Si, l.OMn, 0.03Al, 1.1 Cr, 0.18Mo, 0.026Ti, 0.0018B (% wagowe). Współczynniki w opracowanym modelu wyznaczono na podstawie wykresów CCT otrzymanych z doświadczeń przeprowadzanych przy stałej prędkości chłodzenia. Wykresy sporządzono dla stali odkształconej wcześniej w temperaturze powyżej temperatury rekrystalizacji (ang. recrystallization limit temperature - RLT) oraz poniżej temperatury zatrzymania rekrystalizacji (Tnr). Wykorzystując otrzymane wykresy CCT przeprowadzono analityczno/numeryczną analizę początku przemiany, która stanowiła podstawę do przekształcenia wykresu CCT w idealny wykres TTT. Wykorzystano tutaj odwrotną regułę addytywności Scheila. Po tym przekształceniu, stosując prostą regułę addytywności, początek przemiany może być obliczony dla dowolnego przebiegu cyklu chłodzenia. Przeprowadzona analiza dostarczyła danych o aktywowanych cieplnie parametrach modelu przemiany. Pracę podsumowuje dyskusja wyników.

Słowa kluczowe

EN

banite; deformation; phase transformation; nucleation; CCT diagrams; TTT diagrams

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 17, No. 1
• Strony: 30--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Pohjonen A.

• University of Oulu, Pentti Kaiteran katu 1, 90014 Oulu, Finland

autor

Kaijalainen A.

• University of Oulu, Pentti Kaiteran katu 1, 90014 Oulu, Finland

autor

Somani M.

• University of Oulu, Pentti Kaiteran katu 1, 90014 Oulu, Finland

autor

Larkiola J.

• University of Oulu, Pentti Kaiteran katu 1, 90014 Oulu, Finland

Bibliografia

• Bhadeshia, H. K. D. H., 2001, Bainite in Steels, The University Press, 215.
• Borgenstam, A., Hillert, M., 2012, Kinetics of Bainite Transformation in Steels, Phase Transformations in Steels, eds, Pereloma, E., Edmonds, I)., V., (editors). Wood- head Publishing Limited.
• Higginson, R. L., Sellars, C. M., 2003, Worked Examples in Quantitative Metallography, Maney Publishing, London.
• Kaijalainen, A., Liimatainen, M., Kesti, V., Heikkala, J., Liimatainen, T., Porter, I). A., 2016, Influence of Composition and I lot Rolling on the Subsurface Microstructure and Bendability of Ultrahigh-Strength Strip, Metallurgical and Materials Transactions, A47A, 4175-4188.
• Kaijalainen, A., Suikkanen, P., Karjalainen, P., Jonas, J. J., 2014, Effect of Austenite Pancaking on the Microstructure, Texture, and Bendability of an Ultrahigh-Strength Strip, Metallurgical and Materials Transactions A, 45, 1273-1283, DO I 10.1007/s 11661-013-2062-7.
• Kaijalainen, A., Suikkanen, P., Limnell, T. J., Karjalainen, L. P., Komi, J. I., Porter, D. A., 2013, Effect of austenite grain structure on the strength and toughness of direct- quenched martensite, Journal of Alloys and Compounds, 577, S642-S648.
• Kaijalainen, A., Vähäkuopus, N., Somani, M., Mehtonen, S., Porter, D., Kömi, J., 2017, The Effects of Finish Rolling Temperature and Niobium Microalloying on the Microstructure and Properties of a Direct Quenched High- Strength Steel, Archives of Metallurgy and Materials, 62, 1 (in press).
• Kang, M., Zhang, M-X., Liu, F., Zhu, M„ 2009, Kinetics and Morpology of Isothermal Transformations at Intermediate Temperature in 15CrMnMoV Steel, Materials Transactions, 50, 1, 123-129.
• Kirkaldy, J. S., Venugopalan, I)., 1983, Prediction of Microstructure and Hardenability in Low Alloy Steels, in Phase Transformations in Ferrous alloys, eds., Marder, D. A. R, Goldstein, J. 1., AI ME, New York, NY, 125- 148.
• Li, V. M., Niebuhr, D. V., Meekisho L. L., Atteridge, D. G., 1998, A Computational Model for the Prediction of Steel Hardenability, Metallurgical and Materials Transactions B, 29B, 661-672.
• Liang, X., DeArdo, A. J., 2014, A Study of the Influence of Thermomechanical Controlled Processing on the Microstructure of Bainite in High Strength Plate Steel, Metallurgical and Materials Transactions A, 45, 11, 5173- SI 84.
• MatLab documentation, available online at:http://se.mathworks.com/help/matlab/ accessed: 2.01.2017.
• Pham, T.T., Hawbolt, E.B., Brimacombe, J.K., 1995, Predicting the Onset of Transformation under Noncontinuous Cooling Conditions: Part II. Application to the Austenite Pearl ite Transformation, Metallurgical and Materials Transactions, \995A, 26A, 1993-2000.
• Pohjonen, A., Somani, M., Pyykkönen, J., Paananen, J.,Porter, D., 2016a, The Onset of the Austenite to Bainite Phase Transformation for Different Cooling Paths and Steel Compositions, Key Engineering Materials, 716, 368- 375.
• Pohjonen, A., Kyllönen, V., Paananen, J., 2016b, Analytical Approximations and Simulation Tools for Water Cooling of Hot Rolled Steel Strip, Proceedings of the 9th EUROS!M Congress on Modelling and Simulation, 731 - 736 DO I 10.1109/EUROSIM.2016.42.
• Steven W., Haynes A.G., 1956, The temperature of formation of martensite and bainite in low-alloy steels, J. Iron Steel Inst., 183,349-359.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).