The effect of solution treatment and nitrogen addition on phase composition of duplex steels

• Autorzy: Ryś J. , Witkowska M. , Matusiewicz P.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury przesycania i zawartości azotu na skład fazowy stali duplex

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present investigations concern the estimation of the phase composition and the analysis of the ferrite-austenite morphology after solution annealing of hot-rolled sheets of duplex type steels. Two commercial grades of nitrogen alloyed ferritic-austenitic stainless steels were examined. The first one, X2CrNiMoN22-6-3, is the mid-alloy duplex steel with nitrogen addition 0.19%. Its chemical composition corresponds to the commercial grade SAF 2205. The second steel, X3CrNiMoCuN25-6-4, is the high-alloy super duplex stainless steel with nitrogen contents 0.26% and chemical composition close to the commercial grade UR52N+. It was found that solution annealing within the temperature range 1200°C-1050°C markedly changes the volume fractions and hence the morphology of the austenitic phase. The arrangement of the austenite bands or elongated areas on the background of ferrite matrix remains essentially unchanged in comparison to that after hot-rolling. However their shape and continuity strongly depend on the austenite volume fractions, which result from the applied annealing temperature. The addition of nitrogen, which is strong austenite stabilizer, shifts the temperature range of austenite precipitation to higher temperatures and is responsible for the higher austenite volume fractions in the case of both steels.

PL

Prezentowane badania dotyczą oceny składu fazowego i analizy morfologii struktury dwufazowej po wyżarzaniu i przesycaniu walcowanych na gorąco blach ze stali typu duplex. Badano dwa komercyjne gatunki ferrytyczno-austenitycznych stali nierdzewnych z dodatkiem azotu. Pierwsza z nich, X2CrNiMoN22-6-3, jest średnio-stopową stalą duplex o zawartości azotu 0.19% a jej skład chemiczny odpowiada gatunkowi SAF 2205. Druga stal, X3CrNiMoCuN25-6-4, jest to wysoko-stopowa stal nierdzewna typu superduplex z dodatkiem 0.26% azotu i składzie chemicznym, który jest zbliżony do składu stali w gatunku UR52N+. Stwierdzono, że wyżarzanie w zakresie temperatur 1200°C-1050°C w znaczący sposób zmienia udziały objętościowe a w związku z tym morfologię austenitu. Układ pasm lub wydłużonych obszarów austenitu na tle osnowy ferrytu pozostaje zasadniczo niezmieniony w stosunku do tego po walcowaniu na gorąco. Jednakże ich kształt oraz mniej lub bardziej ciągły charakter w istotny sposób zależy od ilości austenitu, która wynika z zastosowanej temperatury wyżarzania. Dodatek azotu, który jest pierwiastkiem silnie stabilizującym austenit, przesuwa zakres wydzielania austenitu do wyższych tcmperatur i jest odpowiedzialny za zwiększone udziały objętościowe austenitu w obu stalach.

Słowa kluczowe

EN

duplex stainless steel; ferrite-austenite morphology; hot-rolled sheets; solution annealing; phase composition; band-like structure

PL

stale duplex; struktura pasmowa; cienka blacha walcowana na gorąco; rozpuszczanie; skład fazowy; stal ferrytyczno-austenityczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 229--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ryś J.

autor

Witkowska M.

autor

Matusiewicz P.

• DEPARTMENT OF PHYSICAL AND POWDER METALLURGY, AGH - UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, 30-059 KRAKOW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] J. R. Davies, Ed., ASM Specialty Handbook, Stainless Steels, ASM Int., Materials Park, Ohio (1994).
• [2] J.-O. Nilsson, Super Duplex Stainless Steels, Mater. Science & Techn. 8, 685-700 (1992).
• [3] J. R. Davies, Ed., Alloy Digest Sourcebook, Stainless Steels, ASM Int., Materials Park, Ohio (2000).
• [4] A. Desestret, J. Charles, Duplex Stainless Steels, in Stainless Steels, P. Lacombe, B. Baroux, G. Beranger, Eds., Les Editions de Physique, Les Ulis, 613-658 (1993).
• [5] T. Mak T. Furuhara, K. Tsuzaki, Microstructure Development by Thermo-mechanical Processingin Duplex Stainless Steel, ISIJ International 41, 571-579 (2001).
• [6] T. Furuhara, Y. Mizuno, T. Maki, Microstructure Development and Superplasticity in (α +γ) Microduplex Alloys with Different Matrix Phase, Mater. Trans. JIM 40, 815-824 (1999).
• [7] N. Akdut, J. Foct, Microstructure and Deformation Behaviour of Hi gh Nitrogen Duplex Stainless Steel, ISIJ International 36, 883 (1996).
• [8] J. Komenda, R. Sandstrom, Automatic Assessment of Two-Phase Structure in the Duplex Stainless Steel SAF 2205, Materials Characterization 31, 155-165 (1993).
• [9] J. Szala, Zastosowanie metod komputerowej analizy obrazu do ilościowej oceny struktury materiałów, Zeszyty Naukowe Politechniki Sląskiej 61 (2001).
• [10] H. Vannevik, J.-O. Nilsson, J. Frodigh,P. Kangas, Effect of Elemental Partitioning on Pitting Resistance of High Nitrogen Duplex Stainless Steels, ISIJ International 36, 807-812 (1996).
• [11] L. Weber, P. J. Uggowitzer, Partitioning of Chromium and Molybdenum in Super Duplex Stainless Steels with Respect to Nitrogen and Nickel Content, Mater. Science & Eng. A242, 222-229 (1998).