Rozwój struktury wielofazowej stali typu C-Mn-Si-Al-Nb-Ti ze wzrostem odkształcenia plastycznego na zimno

• Autorzy: Grajcar A. , Opiela M. , Griner S.

Warianty tytułu

EN

Evolution of the multiphase structure of C-Mn-Si-Al-Nb-Ti-type steel as a function of the increase of cold plastic deformation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy identyfikacji składników strukturalnych oraz ich cech morfologicznych w stali o strukturze wielofazowej typu C-Mn-Si-Al z mikrododatkami Nb i Ti. Próbki pobrane z odcinków blach po obróbce cieplno-plastycznej poddano jednoosiowemu rozciąganiu zgodnie z kierunkiem walcowania. Odkształcenie realizowano do wydłużenia 5, 10 i 15% oraz do zerwania próbki. Analizowano rozwój struktury wielofazowej w miarę wzrostu odkształcenia na zimno, ze szczególnym uwzględnieniem austenitu szczątkowego i martenzytu indukowanego odkształceniem. Stwierdzono, że austenit cechuje duża stabilność mechaniczna, będąca efektem dużego rozdrobnienia ziaren fazy ? w wyniku zastosowanej obróbki cieplno-plastycznej, a także postępującej stopniowo fragmentacji austenitu szczątkowego. W początkowym etapie odkształcenia przemianie ulegają duże ziarna, zlokalizowane w osnowie ferrytycznej o znacznej gęstości dyslokacji. W miarę wzrostu odkształcenia przemianie ulega austenit, stanowiący graniczne obszary wysp bainitycznych. Częściowa przemiana austenitu szczątkowego w bainicie ziarnistym oraz w środkowej części warstwowych obszarów tej fazy, ulokowanych pomiędzy płytkami ferrytu bainitycznego, rozpoczyna się przy odkształceniu około 15%. Duża stabilność austenitu występującego pomiędzy płytkami ferrytu bainitycznego wynika z ciśnienia hydrostatycznego wprowadzanego przez twarde płytki tej fazy, podobnie jak wywieranego przez indukowany odkształceniem martenzyt drobnopłytkowy. Po zerwaniu próbki stabilne pozostają rozdrobnione, warstwowe obszary austenitu oraz drobne ziarenka w bainicie ziarnistym.

EN

The work concerns the identification of structural constituents and their morphological features of C-Mn-Si-Al steel with Nb and Ti microalloying additions. The test samples taken from the sheets after the thermomechanical processing (Tab. 1) were subjected to single-axis tension along a rolling direction. Deformation was realized to elongation of 5, 10 and 15% as well as to specimens rupture. In this way, the analysis of the evolution of multiphase structure as a function of cold plastic deformation with a special attention to retained austenite and strain-induced martensite was conducted. It was found that retained austenite was high mechanically stable, retained austenite. Large grains located in a ferritic matrix of high dislocation density are transformed in an initial stage of deformation (Fig. 2, 3). As the strain increases, the retained austenite at the boundary regions of bainitic islands transforms (Fig. 2, 4). A partially transformation of retained austenite in granular bainite and in a middle part of layer regions of this phase, located between bainitic ferrite plates, begins at the strain value of about 15% (Fig. 5). The high stability of austenite occurring between bainitic ferrite plates is due to hydrostatic pressure exerting by hard plates of this phase, similarly as caused by strain-induced fine-plate martensite. After the rupture of specimens, the high mechanical stability of layer regions of austenite and fine granules in granular bainite is maintained (Fig. 6).

Słowa kluczowe

PL

stal TRIP; morfologia austenitu szczątkowego; struktura wielofazowa; martenzyt odkształceniowy; przemiana martenzytyczna

EN

TRIP steel; retained austenite morphology; multiphase structure; strain induced martensite; martensitic transformation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 1
• Strony: 55--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grajcar A.

autor

Opiela M.

autor

Griner S.

• Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Politechnika Śląska, Gliwice,

Bibliografia

• [1] Grosman F.: Nowoczesne blachy stalowe na elementy karoserii w świetle projektu ULSAB-AVC. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 7 (2003) 302÷307.
• [2] Kuziak R., Kawalla R., Waengler S.: Advanced high strength steels for automotive industry. Archives of Civil and Mechanical Engineering 8 (2) (2008) 103÷117.
• [3] Siodłak D., Kawalla R.: Badania właściwości nowoczesnych blach karoseryjnych ze stali typu TRIP. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 6 (2009) 372÷377.
• [4] Adamczyk M., Zalecki W., Hadasik E., Kuc D.: Wpływ odkształcenia i parametrów chłodzenia na przebieg przemian fazowych i strukturę niskostopowej stali TRIP. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 8 (2009) 549÷552.
• [5] Bator A., Majta J., Stefańska-Kądziela M.: Wpływ obróbki cieplno-plastycznej na własności mechaniczne stali TRIP. Rudy Metale 49 (2) (2004) 65÷69.
• [6] Lis A. K., Gajda B.: Analiza mikrostrukturalna stali TRIP typu CMnAlSi po obróbce cieplnej. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 600÷605.
• [7] Turczyn S. Dziedzic M.: Walcowanie blach karoseryjnych z nowej generacji stali. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 4 (2002) 126÷132.
• [8] Grajcar A.: Struktura stali C-Mn-Si-Al kształtowana z udziałem przemiany martenzytycznej indukowanej odkształceniem plastycznym. Rozprawa habilitacyjna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2009).
• [9] Pietrzyk J., Michta G., Kruk A.: Kinetyka przemiany bainitycznej austenitu otrzymanego po wyżarzaniu w temperaturach z zakresu A3-A1 w stalach 0,2% C, 1,5% Mn, 1,5% Si. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 5 (1997) 218÷223.
• [10] Pietrzyk J., Michta G., Osuch W., Kruk A.: Stale niskowęglowe z efektem TRIP. Inżynieria Materiałowa 4 (2002) 154÷156.
• [11] Majta J.: Odkształcanie i własności. Stale mikrostopowe, Wybrane zagadnienia. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków (2008).
• [12] Bleck W.: Using the TRIP effect – the dawn of a promising group of cold formable steels. Int. Conf. on TRIP-Aided High Strength Ferrous Alloys, Ghent (2002) 13÷23.
• [13] Haidemenopoulos G. N., Katsamas A. I., Aravas N.: Stability and constitutive modelling in multiphase TRIP steels. Steel Research International 77 (2006) 720÷726.
• [14] Barbacki A., Mikołajski E., Popławski M.: Wykorzystanie hartowania bainitycznego do kształtowania mikrostruktury i właściwości mechanicznych średniowęglowych stali konstrukcyjnych, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 24 (2004) 9÷16.
• [15] Zrnik J., Muransky O., Lukas P., Novy Z., Sittner P., Hornak P.: Retained austenite stability investigation in TRIP steel using neutron diffraction. Materials Science and Engineering A 437 (2006) 114÷119.
• [16] Pietrzyk J., Osuch W., Kruk A., Michta G.: Decomposition of austenite formed at the temperature range of A3-A1 in a 0.2 C-1.5 Mn-1.5 Si steel during isothermal annealing. Inżynieria Materiałowa 3 (1998) 307÷314.
• [17] Zając S., Schwinn V., Tacke K. H.: Characterisation and quantification of complex bainitic microstructures in high and ultra-high strength linepipe steels. Materials Science Forum 500-501 (2005) 387÷394.
• [18] Timokhina I. B., Hodgson P. D., Pereloma E. V.: Effect of deformation schedule on the microstructure and mechanical properties of a thermomechanically processed C-Mn-Si transformation-induced-plasticity steel. Metallurgical and Materials Transactions A 34A (2003) 1599÷1609.
• [19] Timokhina I. B.: A study of the strengthening mechanism in the thermomechanically processed TRIP/TWIP steel. 3rd International Conference on Thermomechanical Processing of Steels – TMP‘2008 (CD-ROM), Padua (2008) 1÷10.
• [20] Leda H.: Stale z bainitem w wyrobach przemysłu maszynowego. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań (2006).
• [21] Basuki A., Aernoudt E.: Effect of deformation in the intercritical area on the grain refinement of retained austenite of 0,4 C steel. Scripta Materialia, 40 (1999) 1003÷1008.
• [22] Sherif M. Y., Garcia Mateo C., Sourmail T., Bhadeshia H. K. D. H.: Stability of retained austenite in TRIP-assisted steels. Materials Science and Technology 20 (2004) 319÷322.
• [23] Grajcar A.: Modyfikacja wtrąceń niemetalicznych pierwiastkami ziem rzadkich w niskostopowych stalach typu C-Mn-Si-Al. Rudy Metale 55 (3) (2010) 143÷152.
• [24] Kuziak R.: Modelowanie zmian struktury i przemian fazowych zachodzących w procesach obróbki cieplno-plastycznej stali. Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice (2005).
• [25] Wang J., Van der Zwaag S.: Stabilization mechanisms of retained austenite in transformation-induced plasticity steel. Metallurgical and Materials Transactions A 32A (2001) 1527÷1539.