Determination of the phase composition in commercial Cr-Si-Mn steel after an austempering treatment

• Autorzy: Skołek E. , Marciniak S. , Świątnicki W.

Warianty tytułu

PL

Określenie składu fazowego handlowej stali Cr-Si-Mn po obróbce hartowania z przystankiem izotermicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Commercial chrome-silico-manganese alloy steel was submitted to an austempering processes with isothermal quenching at different temperature of: 310, 400, and 450°C. Treatments resulted in obtaining microstructure composed of the carbide-free bainite and retained austenite. Attempts to evaluate the quantities of bainitic ferrite and retained austenite were made on the basis of dilatometric studies and microscopic observations with the use of transmission electron microscope. It was shown, that different temperature of heat treatment give different phase composition and morphology. An increase in isothermal quenching temperature from 310°C to 400°C causes slight increase in bainitic ferrite grain size and higher amount of retained austenite. Exceeding specific limit temperature of the treatment results in significant increase in bainitic ferrite grain size and the formation of blocks of austenite, which underwent martensitic transformation during cooling to the room temperature, subsequently decreasing the amount of retained austenite.

PL

Handlowa stal chromowo-krzemowo-manganowa poddana została obróbce hartowania z przystankiem izotermicznym w różnej temperaturze: 310, 400 i 450°C. W wyniku obróbek wytworzono struktury zbudowane z bezwęglikowego bainitu oraz austenitu szczątkowego. Na podstawie badań dylatometrycznych oraz obserwacji mikrostruktury za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego podjęto próbę oszacowania zawartości ferrytu bainitycznego oraz austenitu szczątkowego. Wykazano, że w zależności od zastosowanej temperatury występują różnice w zawartości i morfologii poszczególnych faz. Zwiększenie temperatury obróbki hartowania z przystankiem izotermicznym z 310°C do 400°C powoduje nieznaczny rozrost ziarna bainitu oraz zwiększenie zawartości austenitu szczątkowego w stali. Przekroczenie pewnej granicznej temperatury obróbki powoduje znaczny rozrost ziaren ferrytu i powstawanie austenitu w formie bloków, które podczas chłodzenia do temperatury pokojowej ulegają przemianie martenzytycznej, w wyniku której zawartość austenitu szczątkowego zmniejsza się.

Słowa kluczowe

EN

chrome-silico-manganese alloy steel; austempering; retained austenite

PL

stal chromowo-krzemowo-manganowa; hartowanie z przystankiem izotermicznym; austenit szczątkowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 199--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Skołek E.

• Wydział Inżynierii Materiałowe, Politechniki Warszawskiej

autor

Marciniak S.

• Wydział Inżynierii Materiałowe, Politechniki Warszawskiej

autor

Świątnicki W.

• Wydział Inżynierii Materiałowe, Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Garcıa-Mateo C., Caballero F. G.: The role of retained austenite on tensile properties of steels with bainitic microstructures. Materials Transactions 46 (8) (2005) 1839÷1846.
• [2] Bhadeshia H. K. D. H.: Nanostructured bainite. Proc. R. Soc. A 466 (2010) 3÷18.
• [3] Bhadeshia H. K. D. H.: Properties of fine-grained steels generated by displacive transformation. Mater. Sci. Eng. A 481-482 (2008) 36÷39.
• [4] De Cooman B. C.: Structure-properties relationship in TRIP steels containing carbide-free bainite. Current Opinion in Solid State and Materials Science 8 (2004) 285÷303.
• [5] Zhao J. C., Notis M. R.: Continuous cooling transformation kinetics versus isothermal transformation kinetics of steels: a phenomenological rationalization of experimental observations. Material Science and Engineering, R15 (1995) 135÷208.
• [6] Chupatanakul S., Nash P.: Dilatometric measurement of carbon enrichment in austenite during bainite transformation. Journal of Materials Science 41 (15) (2006) 4965÷4969.
• [7] Ławrynowicz Z.: Próba wykorzystania mechanizmu przemiany bainitycznej do modelowania kinetyki i mikrostruktury stali niskostopowych. Wydaw. Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego (2009).
• [8] Caballero F. G., Garcia-Mateo C., Santofimia M. J., Miller M. K., Garcı´a de Andre´s C.: New experimental evidence on the incomplete transformation phenomenon in steel. Acta Materialia 57 (2009) 8÷17.
• [9] Grajcar A.: Heat treatment and mechanical stability behaviour of medium-carbon TRIP-aided bainitic steel. Archives of Materials Science and Engineering 33 (2008) 5÷12.
• [10] Grajcar A., Krztoń H.: Effect of isothermal bainitic transformation temperature on retained austenite fraction in C-Mn-Si-Al-Nb-Ti TRIP-type steel. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 35 (2009) 169÷176.
• [11] Grajcar A.: Morphological features of retained austenite in thermomechanically processed C-Mn-Si-Al-Nb-Ti multiphase steel. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 39 (2010) 7÷18.
• [12] Li Y., Chen X.: Microstructure and mechanical properties of austempered high silicon cast steel. Materials Science and Engineering A308 (2001) 277÷282.
• [13] Cai M., Ding H., Lee Y., Tang Z., Zhang J.: Effects of Si on microstructural evolution and machanical properties of hot rolled ferrite and bainite dual phase steels. ISIJ International 51 (2011) 476÷481.
• [14] Lee Y. K., Shin H. C., Jang Y. C., Kim S. H., Choi C. S.: Effect of isothermal transformation temperature on amount of retained austenite and its thermal stability in a bainitic Fe-3%Si-0.45%C-X steel. Scripta Materialia 47 (2002) 805÷809.
• [15] Liu C., Zhao Z., Bhole S. D.: Lathlike upper bainite in a silicon steel. Materials Science and Engineering A 434 (2006) 289÷293.
• [16] Tomita Y.: Effect of bainitic transformation on microstructure of Si-Mn steel. Journal of Materials Science 29 (1994) 2605÷2610.