Wpływ odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej

• Autorzy: Opiela M.

Warianty tytułu

EN

Influence of plastic deformation on shape of CCT-diagrams of new-developed microalloyed steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu odkształcenia plastycznego oraz warunków chłodzenia na mikrostrukturę i postać krzywych CTPc nowo opracowanej stali mikrostopowej. Wyznaczono krzywe przemian austenitu przechłodzonego nieodkształconego plastycznie (CTPc) oraz odkształconego plastycznie (OCTPc) stali mikrostopowej z Nb, Ti i V. Badania dylatometryczne przeprowadzono za pomocą dylatometru DIL 805A/D wyposażonego w głowicę pomiarową LVDT. Część próbek austenityzowano w temperaturze 885°C, a następnie chłodzono z tej temperatury z różnymi szybkościami od 234°C/s do 1°C/min. Natomiast w celu wyznaczenia wpływu odkształcenia plastycznego na postać krzywych CTPc próbki odkształcano w temperaturze 885°C oraz 1100°C, stosując 50% stopień gniotu, a następnie chłodzono z szybkością od 95°C/s do 1°C/min. Przeprowadzone badania wykazały, że stal ma temperaturę Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C oraz dość niską temperaturę Ms wynoszącą 370°C. Odkształcenie plastyczne stali w temperaturze 885°C przed rozpoczęciem przemian fazowych powoduje wyraźne przyspieszenie przemiany perlitycznej oraz słabe przesunięcie do krótszego czasu przemiany bainitycznej. Stwierdzono ponadto, że próbki odkształcone plastycznie w temperaturze 885°C przed ich kontrolowanym chłodzeniem wykazują większą twardość w porównaniu z próbkami nieodkształconymi plastycznie, chłodzonymi z tą samą szybkością. Opracowane krzywe przemian austenitu przechłodzonego badanej stali w pełni predysponują ją do wytwarzania odkuwek hartowanych bezpośrednio z temperatury końca kucia, a następnie poddawanych wysokiemu odpuszczaniu.

EN

The aim of the paper is to investigate the influence of plastic deformation and cooling conditions on the microstructure and shape of CCT-diagrams of newly-developed Nb-Ti-V microalloyed steel. The CCT-diagrams of undeformed and plastically-deformed supercooled austenite for Nb-Ti-V microalloyed steel were developed. A DIL 805A/D dilatometer with a LVDT-type measuring head was used to carry out the dilatometric test. A part of the specimens were austenitized at a temperature of 885°C and next cooled to ambient temperature at various rates from 234°C/s to 1°C/min. To investigate the influence of plastic deformation on the shape of CCT (Continuous Cooling Transformations) diagrams, another part of the specimens were 50% deformed at 885°C and 1100°C and cooled to ambient temperature at rate from 95°C/s to 1°C/min. The performed dilatometric research revealed that the steel is characterized by Ac3 = 843°C, Ac1 = 707°C and a relatively low Ms temperature equal to 370°C (Fig. 1). Plastic deformation of steel at the temperature of 885°C prior to the start of phase transformations results in distinct acceleration of pearlitic transformation and slight translation of bainitic transformation towards shorter times (Fig. 2). Additionally, it was found that samples plastically deformed at the temperature of 885°C prior to their controlled cooling demonstrated higher hardness values in respect to the hardness values of non-deformed samples cooled at the same rate. The developed curves of supercooled austenite transformations of the studied steel fully predispose it to the production of forgings quenched directly from the forging finish temperature and successively subjected to high temperature tempering.

Słowa kluczowe

PL

stal mikrostopowa; obróbka cieplno-plastyczna; przemiany fazowe; wykres CTPc; wykres OCTPc

EN

microalloyed steel; thermomechanical processing; phase transformations; CCT diagram; DCCT diagram

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 4
• Strony: 325--331
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Opiela M.

• Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Gladman T.: The physical metallurgy of microalloyed steels. The Institute of Materials, London (1997).
• [2] Kuziak R., Bołd T., Cheng Y.: Microstructure control of ferrite-pearlite high strength low alloy steels utilizing microalloying additions. Journal of Materials Processing and Technology 53 (1995) 255÷262.
• [3] Jahazi M., Eghbali B.: The influence of hot forging conditions on the microstructure and mechanical properties of two microalloyed steels. Journal of Materials Processing and Technology 113 (2001) 594÷598.
• [4] Balart M. J., Davis C. L., Strangwood M.: Cleavage initiation in Ti-V-N and V-N microalloyed ferritic-pearlitic forging steels. Materials Science and Engineering A284 (2000) 1÷13.
• [5] Opiela M., Grajcar A., Gołombek K.: The influence of hot-working conditions on the structure and mechanical properties of forged products of microalloyed steel. Archives of Materials Science and Engineering 59 (2013) 28÷39.
• [6] Opiela M.: Thermomechanical treatment of the C-Mn steel with Nb, Ti, V and B microadditions. Archives of Materials Science and Engineering 28 (2007) 377÷380.
• [7] Adamczyk J.: Development of the microalloyed constructional steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 14 (2006) 9÷20.
• [8] Rasouli D., Khameneh S., Akbarzadeh A., Daneshi G. H.: Effect of cooling rate on the microstructure and mechanical properties of microalloyed forging steel. Journal of Materials Processing and Technology 206 (2008) 92÷98.
• [9] Van Tyne C. J., Krauss G., Matlock D. K. (eds.): Proceedings of a Symposium Fundamentals and Applications of Microalloying Forging Steels, Colorado, USA (1996).
• [10] Adamczyk J.: Inżynieria materiałów metalowych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2004).
• [11] Adamczyk J., Opiela M., Grajcar A.: Struktura i własności mechaniczne elementów kutych metodą obróbki cieplno-mechanicznej. Conference Proceedings of 11 th International Scientific Conference Achievements in Mechanical and Materials Engineering AMME’2002, Gliwice-Zakopane (2002) 7÷12.
• [12] Jandowá D., Divišová R., Skálová L., Drnek J.: Refinement of steel microstructure by free-forging. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 16 (2006) 17÷24.
• [13] Adamczyk J., Opiela M.: Engineering of forged products of microalloyed constructional steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 15 (2006) 153÷158.
• [14] Ozgowicz W., Opiela M., Grajcar A., Kalinowska-Ozgowicz E., Krukiewicz W.: Metallurgical products of microalloy constructional steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 44 (2011) 7÷34.
• [15] Adamczyk J., Kalinowska-Ozgowicz E., Ozgowicz W., Wusatowski R.: Interaction of carbonitrides V(C, N) undissolved in austenite on the structure and mechanical properties of microalloyed V-N steels. Journal of Materials Processing and Technology 54 (1995) 23÷32.
• [16] Adamczyk J., Opiela M.: Influence of the thermomechanical treatment parameters on the inhomogeneity of the austenite structure and mechanical properties of the Cr-Mo steel with Nb, Ti, and B microadditions. Journal of Materials Processing and Technology 157 (2004) 456÷461.
• [17] Grajcar A., Opiela M.: Influence of plastic deformation on CCT-diagrams of low-carbon and medium-carbon TRIP-steels. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 29 (2008) 71÷78.
• [18] Grajcar A., Opiela M.: Diagrams of supercooled austenite transformations of low-carbon and medium-carbon TRIP-steels. Archives of Materials Science and Engineering 32 (2008) 13÷16.
• [19] Yin S., Sun X., Liu Q., Zhang Z.: Influence of deformation on transformation of low-carbon and high Nb-containing steel during continuous cooling. Journal of Iron and Steel Research 17 (2010) 43÷47.
• [20] Garcia C., Capdevila C., Caballero F. G., San Martin D.: Effect of molybdenum on continuous cooling transformations in two medium carbon forging steels. Journal of Materials Science 36 (2001) 565÷571.
• [21] Olasolo M., Uranga P., Rodriguez J. M., López B.: Effect of austenite microstructure and cooling rate on transformation characteristics in a low carbon Nb-V microalloyed steel. Materials Science and Engineering A528 (2011) 2559÷2569.
• [22] Eghbali B., Abdollah-Zadeh A.: Deformation-induced ferrite transformation in a low carbon Nb-Ti microalloyed steel. Materials and Design 28 (2007) 1021÷1026.
• [23] Skubisz P., Adrian H., Sińczak J.: Controlled cooling of drop forged microalloyed-steel automotive crankshaft. Archives of Metallurgy and Materials, 56 (2011) 93÷107.
• [24] Kong J., Xie C.: Effect of molybdenum on continuous cooling bainite transformations of low-carbon microalloyed steel. Materials and Design 27 (2006) 1169÷1173.
• [25] Zhang M., Li L., Fu R.Y., Krizan D., De Cooman B. C.: Continuous cooling transformation diagrams and properties of micro-alloyed TRIP steel. Materials Science and Engineering A438-440 (2006) 296÷299.
• [26] Standard practice for quantitative measurement and reporting of hypoeutectoid carbon and low-alloy steel phase transformations. A1033-04 (2004).