Kształtowanie mikrostruktury i właściwości mechanicznych stali bainitycznej z efektem TRIP w procesie obróbki cieplnej

• Autorzy: Kania-Pifczyk Z. , Kuziak R. , Krztoń H. , Radwański K. , Wrożyna A.

Warianty tytułu

EN

Development of microstructure and mechanical properties of the TRIP assisted bainitic steel during heat treatment processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano wpływ rekalescencji (wydzielania ciepła utajonego przemian fazowych) na strukturę i właściwości mechaniczne stali bainitycznej z efektem TRIP. Bezpośrednim rezultatem występowania tego efektu, obserwowanym na krzywych chłodzenia stali, jest zmniejszenie szybkości chłodzenia. Efekt rekalescencji jest bezpośrednio związany z kinetyką przemiany bainitycznej i dlatego analizowano go pod kątem zależności od wielkości ziarna austenitu i szybkości chłodzenia. Stwierdzono, że kinetyka przemiany bainitycznej w badanej stali kontrolowana jest przez proces wzrostu pakietów listew ferrytu bainitycznego. Zatem rozrost ziarna austenitu poprzedzający przemianę, przyspiesza postęp tej przemiany i silnie wpływa na kształt rzeczywistych krzywych chłodzenia po jej zainicjowaniu. Wpływ szybkości chłodzenia na oddziaływanie efektu rekalescencji na strukturę i właściwości mechaniczne badano w trakcie chłodzenia prętów ze stali bainitycznej o zróżnicowanych średnicach. Ze wzrostem szybkości chłodzenia zakres temperatur, w którym zachodzi przemiana bainityczna przybliża się do temperatury Ms. Stwierdzono, że występowanie efektu rekalescencji ogranicza udział martenzytu tworzącego się w stali, jednak nie wykazano silnego wpływ tego efektu na właściwości mechaniczne.

EN

The paper is aimed at the characterisation of the influence of recalescence effect on the structure and mechanical properties of TRIP assisted bainitic steels. A direct result of this effect occurrence is a significant decrease of cooling rate once it is started as a result of bainitic transformation. The influence of recalescence effect on structure and properties was analysed in terms of austenite grain size and cooling rate. It was found out that the kinetics of bainitic transformation is controlled by the growth of bainitic ferrite packets. As a result, the kinetics are faster as austenite grain size is larger. This also has an impact on the recalescence effect. The influence of the cooling rate on the recalescence effect was investigated by cooling rods of different diameters from different austenitizing temperatures. It was found out that increasing cooling rate the temperature range of bainitic transformation shifts towards Ms temperature. The recalescence effect was found to lower the volume fraction of martensite in the steel’s structure. However, its influence on the mechanical properties was not significant.

Słowa kluczowe

PL

efekt rekalescencji; stal bainityczna; efekt TRIP; przemiana bainityczna

EN

recalescence effect; bainitic steel; TRIP effect; bainitic transformation

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 69, nr 1
• Strony: 24--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kania-Pifczyk Z.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Kuziak R.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Krztoń H.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Radwański K.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

autor

Wrożyna A.

• Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

Bibliografia

• [1] R. Kuziak, R. Kawalla, S. Waengler, Advanced high strength steels for automotive industry: a review, Archives of Cyvil and Mechanical Engeeniring 8 (2) (2008) 103–117.
• [2] Z. Gronostajski, R. Kuziak, Metalurgiczne, technologiczne i funkcjonalne podstawy zaawansowanych wysokowytrzymałych stali dla przemysłu motoryzacyjnego, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 62 (1) (2010) 22–26.
• [3] O. Grӓssel, L. Krüger, G. Frommeyer, L.W. Meyer, High strength Fe-Mn-(Al,Si) TRIP/TWIP steels development – properties – application, Int. Journ. of Plasticity 16 (2000) 1391–1409.
• [4] C. Garcia-Mateo, F.G. Caballero, Ultra-high-strength Bainitic Steels, ISIJ International 45 (11) (2005) 1736–1740.
• [5] H. Roelofs, S. Hasler, M. Lembke and F.G. Caballero, Future Trends in Steel Development, Proc. of SCT2011, Processing, Technologies and Applications, Salzburg (2011) 330–337.
• [6] R. Kuziak, Z. Kania, Adjustment of bainitic hardenability to meet critical requirements for steel products new applications, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza 67 (2) (2015) 80–95.
• [7] J. Szala, MetIlo v12.1 – podręcznik użytkownika, Katowice, niepublikowane, 2009.
• [8] Ch.F. Jatczak, J.A. Larson, S.W. Shin, Retained Austenite and Its Measurements by X-Ray Diffraction, Manual SP-452 SAE, Society of Automotive Engineers, Inc. (1979) 9–31.
• [9] A.M. Streicher-Clarke, J.G. Speer, D.K. Matlock, B.C. De Cooman, D.L. Williamson, Analysis of Lattice Parameter Changes Following Deformation of a 0.19C-1.63Si-1.59Mn Transformation Induced Plasticity Sheet Steel, Metallurgical and Materials Transactions A 36 (4) (2005) 907–918.
• [10] N. Chester, H. Bhadeshia; Mathematical Modelling of Bainite Transformation Kinetics, Journal de Physique IV Colloque (07 C5) (1997) 41–46.
• [11] H.K.D.H. Bhadeshia; Bainite in steels Transformations, Microstructure and Properties, Second Edition, IOM Communications, London, 2001.
• [12] http://www.thermocalc.com/ (dostęp 17.02.2017).
• [13] Phase transformations in steels, Fundamentals and diffusion controlled transformations, eds. Elena Pereloma and David V. Edmonds; Woodhead Publishing Limited, Volume 1, 2012.
• [14] X. Chen, N. Xiao, D. Li, G. Li, G. Sun, The finite element analysis of austenite decomposition during continuous cooling in 22MnB5 steel, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 22 (6) (2014) 1–16.
• [15] L. Guo, H. Roelofs, M.I. Lembke, H.K.D.H. Bhadeshia, Modelling of recalescence effect on austenite decomposition, MS&T, 2017.
• [16] A. Matsuzuki, H.K.D.H. Bhadeshia, Effect of austenite grain size and bainite morphology on overall kinetics of bainite transformation in steels, Materials Science and Technology 15 (5) (1999) 518–522.
• [17] http://www.sentesoftware.co.uk/jmatpro.aspx (dostęp 17.02.2017).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)