Deformation of ferrite-austenite banded structure in cold-rolled duplex steel

• Autorzy: Ryś J. , Zielińska-Lipiec A.

Warianty tytułu

PL

Odkształcenie pasmowej struktury ferrytu i austenitu w walcowanej na zimno stali duplex

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Duplex type ferritic-austenitic stainless steels develop a specific two-phase banded structure upon thermo-mechanical pre-treatment and subsequent cold-rolling. The band-like morphology of ferrite and austenite imposes different conditions on plastic deformation of both constituent phases in comparison to one-phase ferritic and austenitic steels. In the present research the ingot of a model ferritic-austenitic steel of duplex type, produced by laboratory melt, was subjected to preliminary thermo-mechanical treatment including forging and solution annealing. Afterwards cold-rolling was conducted over a wide deformation range. The investigations comprised examination of ferrite and austenite microstructures by means of optical and transmission electron microscopy and texture measurements after selected rolling reductions. The presented results indicate that deformation mechanisms operating within the bands of both constituent phases are essentially the same as compared to one-phase steels, however their appearance and contribution are changed upon deformation of two-phase banded structure. Different deformation behavior within ferrite-austenite bands in duplex steels, visible especially at higher strains, considerably affects microstructure evolution and in consequence texture formation in both phases.

PL

Podczas wstępnej obróbki cieplno-plastycznej i dalszego walcowania na zimno w nierdzewnych stalach ferrytyczno-austenitycznych typu duplex następuje rozwój charakterystycznej pasmowej struktury dwufazowej. Pasmowa morfologia ferrytu i austenitu stwarza odmienne warunki dla procesu odkształcenia plastycznego obu składowych faz w porównaniu do jednofazowych stali ferrytycznych i austenitycznych. W prezentowanych badaniach wlewek modelowej stali ferrytyczno-austenitycznej typu duplex, uzyskany na drodze wytopu laboratoryjnego, poddano wstępnej obróbce cieplno-plastycznej obejmującej kucie na gorąco i przesycanie. Następnie przeprowadzono walcowanie na zimno w szerokim zakresie deformacji. Badania obejmowały obserwacje mikrostruktury ferrytu i austenitu za pomocą mikroskopii optycznej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz pomiary tekstury po wybranych stopniach odkształcenia. Prezentowane wyniki wskazują, ze mechanizmy odkształcenia działające w obszarach obu składowych faz są zasadniczo takie same jak w przypadku stali jednofazowych, jednakże ich udział i znaczenie ulegają istotnym zmianom podczas odkształcenia pasmowej struktury dwufazowej. Odmienny sposób odkształcenia pasm ferrytu i austenitu w stalach duplex, widoczny zwłaszcza w zakresie większych odkształceń, wpływa w istotny sposób na rozwój mikrostruktury a w konsekwencji na tworzenie się tekstury w obu fazach.

Słowa kluczowe

EN

duplex stainless steel; two-phase banded structure; deformation mechanisms; rolling textures; ferrite microstructure; austenite microstructure

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 1042--1053
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ryś J.

autor

Zielińska-Lipiec A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Physical and Powder Metallurgy, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza Av., Poland

Bibliografia

• [1] J. Keichel, J. Foct, G. Gottstein, Deformation and annealing behavior of nitrogen alloyed duplex stainless steels. Part I: Rolling, ISIJ International 43, 1781-1787 (2003).
• [2] N. Akdut, J. Foct, Microstructure and deformation behavior of high nitrogen duplex stainless steels 36, 883-892 (1996).
• [3] N. Akdut, J. Foct, G. Gottstein, Cold rolling texture development of (°/ ) duplex stainless steel, Steel Research 67, 450-455 (1996).
• [4] J. Hamada, N. Ono, Effect of microstructure before cold rolling on texture and formability of duplex stainless steel sheet, Materials Transactions 51, 635-643 (2010).
• [5] J. Rys, W. Ratuszek, M. Witkowska, The effect of initial orientation and rolling schedule on texture development in duplex steel, Materials Science Forum 495-497, 375-380 (2005).
• [6] J. Rys, M. Witkowska, Influence of band-like morphology on microstructure and texture evolution in rolled super-duplex steel, Archives of Metallurgy & Materials 55, 733-747 (2010).
• [7] N. Jia, R. Lin Peng, Y.D. Wang, S. Johansson, P.K. Liaw, Micromechanical behavior and texture evolution of duplex stainless steel studied by neutron diffraction and self-consistent modeling, Acta Materialia 56, 782-793 (2008).
• [8] A. Belyakov, Y. Kimura, K. Tsuzaki, Microstructure evolution in dual-phase stainless steel during severe deformation, Acta Materialia 54, 2521-2532 (2006).
• [9] M. Blicharski, Structure of deformed ferriteaustenite stainless steel, Metal Science 18, 92-98 (1984).
• [10] W. Reick, M. Pohl, A.F. Padilha, Determination of stacking fault energy of austenite in a duplex stainless steel, Steel Research 67, 253-256 (1996).
• [11] D. Raabe, Texture and microstructure evolution during cold rolling of a strip cast and of a hot rolled austenitic stainless steel, Acta Materialia 45, 1137-1151 (1997).
• [12] M. Holscher, D. Raabe, K. Lucke, Rolling and recrystallization textures of bcc steels, Steel Research 62, 567-575 (1991).
• [13] J. Rys, Compatibility effects at phase interfaces in duplex steel (°/) bicrystals, Journal of Materials Processing Technology 64, 343-352 (1997).
• [14] C.W. Sinclair, J.D. Embury, G.C. Weatherly, Basic aspects of the co-deformation of bcc/fcc materials, Materials Science & Engineering A272, 90-98 (1999).